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Université Sultan Moulay Slimane Faculté des Sciences et Techniques Béni Mellal L. S. T. Chimie Analyse Contrôle Projet de fin d’études LES ENCRES Réalisé par : Mourad RAHOUI Encadré par : A. HAFID Date de soutenance : 01 Avril 2014 Jury : A. CHTAINI Président M. KHOUILI Examinateur A. HAFID Encadrant Année Universitaire : 2013/2014

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Universiteacute Sultan Moulay Slimane Faculteacute des Sciences et Techniques

Beacuteni Mellal

L S T Chimie Analyse Controcircle

Projet de fin drsquoeacutetudes

LES ENCRES

Reacutealiseacute par Mourad RAHOUI

Encadreacute par A HAFID

Date de soutenance 01 Avril 2014

Jury

A CHTAINI Preacutesident

M KHOUILI Examinateur

A HAFID Encadrant

Anneacutee Universitaire 20132014

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REMERCIEMENTS

Au terme de ce travail je tiens agrave exprimer mes profonds remerciements agrave toutes les

personnes qui ont contribueacute de pregraves ou de loin agrave la reacutealisation de ce modeste projet

Jrsquoadresse un hommage particulier et ma reconnaissance au Professeur Abderrafia HAFID

encadrant de mon projet de fin drsquoeacutetudes pour sa disponibiliteacute ses remarques et ses

suggestions

Que Messieurs les membres de jury trouvent ici lrsquoexpression de ma reconnaissance pour

avoir accepteacute de juger mon travail

Jaimerais eacutegalement exprimer toute ma gratitude agrave tous les enseignants chercheurs du

deacutepartement de Chimie et Environnement de la Faculteacute des Sciences et Techniques de Beacuteni

Mellal qui nous ont aideacutes ou encadreacutes et nous avoir transmis leur savoir dans les meilleures

conditions possibles

Un grand merci eacutegalement agrave mes amis et collegravegues de la LST laquo Chimie Controcircle

Analyse raquo pour leur sympathie leur gentillesse et leur amitieacute

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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS 1

SOMMAIRE 2

Liste des figures 5

Liste des tableaux 6

LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES 7

Introduction geacuteneacuterale 8

Chapitre 1 GENERALITES SUR LES ENCRES 9

I- GENERALITES 10

I1 Deacutefinition 10

I2 Historique 10

I3cateacutegories drsquoencre 11

I4 caractegraveres drsquoune encre 11

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment 12

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere 13

II- COMPOSANTS DES ENCRES 13

II1 Les colorants 13

II11 Origines des produits colorantes 13

a) Colorants naturels 13

b) Colorants syntheacutetiques 14

c) Pigments 14

II12 Ordonnancements international des produits colorants 14

II13 Exemples de produits colorants 15

II2 Les solvants 17

II3 Les liants 18

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges) 18

III- La fabrication des encres 19

III1 Fabrication du Vernis 19

III2 Empacirctage 20

III3 Broyage 20

III31 Broyage tricylindre 20

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements 21

III4 La dilution 21

III5 Le conditionnement 23

Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES DrsquoENCRE 24

I- Les encres classiques 25

I1 Lrsquoencre en Offset 25

I11 Lrsquoencre Quickset 25

I12 Lrsquoencre Heatset 26

I13 Lrsquoencre UV 26

I2 Lrsquoencre en flexographie 26

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau 26

I22 Lrsquoencre UV 27

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I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure 27

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride 27

I32 Lrsquoencre hotmelt 27

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie 27

II- Les encres speacuteciales 27

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante 27

II2 Lrsquoencre odorante 27

II3 Lrsquoencre thermo-chromique 28

II4 Lrsquoencre grattable 28

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale 28

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable 28

II7 Lrsquoencre deacutecoration 28

II8 Lrsquoencre ardoise 28

II9 Lrsquoencre phosphorescente 29

II10 Lrsquoencre fluorescente 29

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV 29

II12 Lrsquoencre saignante 29

II13 Lrsquoencre sublimable 29

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau 29

II15 Lrsquoencre agrave tampons 30

II51 Encres agrave tampon agrave base deau 30

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile 30

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool 30

III- Quelques encres particuliegraveres 30

III1 Les encres en poudre 30

III2 Les encres solides 30

III3 Les encres sympathiques 30

III4 Lrsquoencre de seiche 31

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire 32

Chapitre 3 LE SECHAGE DES ENCRES 34

I- Introduction 35

II- Le seacutechage physique 35

III- Le seacutechage chimique 36

IV- Le seacutechage mixte 36

V- Le seacutechage thermique 37

VI- Le seacutechage par rayonnement UV 37

VI1 Les encres UV 37

VI2 Les seacutecheurs UV 38

VII- Le seacutechage par rayonnement EB 38

VII1 Les encres EB 38

VII2 Les seacutecheurs EB 39

Chapitre 4 UTILISATION DES ENCRES DANS LES IMPRIMANTES 40

I- Impression couleur 41

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression 42

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset 43

III1 Introduction 43

III2 Le proceacutedeacute 43

III21Loffset conventionnel 43

III22 Loffset waterless 44

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset 44

III31 Les presse 45

III32 Les consommables 45

a) La solution de mouillage 45

b) Le papier 45

c) Le blanchet 45

IV- Proceacutedeacute de Flexographie 46

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure 46

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie 47

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications 47

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie 47

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie 47

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre 48

VIII1 Introduction 48

VIII2 Les diffeacuterentes techniques 48

VIII21 Le jet continu 48

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD) 49

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique 50

CONCLUSION 51

Reacutefeacuterences Webliographiques 52

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Liste des figures

Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1 ____________________________ 17

Figure 2 Pigment jaune 12 ____________________________________________________________ 17

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres ____________________________________ 19

Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler ______________________________________________ 21

Figure7 Jauge de North ______________________________________________________________ 21

Figure8 Scission du film drsquoencre _______________________________________________________ 22

Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide linoleacutenique)

__________________________________________________________________________________ 26

Figure10 synthegravese de la meacutelanine ______________________________________________________ 31

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre ____________________________________________________ 41

Figure 12 Imprimante laser ___________________________________________________________ 41

Figure 13 formule chimique de pigment cyan_____________________________________________ 42

Figure 14 formule chimique de pigment magenta _________________________________________ 42

Figure 15 formule chimique de pigment jaune ____________________________________________ 42

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan magenta et

jaune ______________________________________________________________________________ 42

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset conventionnel et Waterless ___________________________ 43

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset ______________________________ 44

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en flexographie ________________________ 46

Figure 20 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en heacuteliogravure ________________________ 46

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie _________________________ 47

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Liste des tableaux

Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants ____________________________ 15

Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques ___________________________ 16

Tableau3 certains additifs des encres ___________________________________________________ 18

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute __________________________________________ 22

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche ____________________________________________ 31

Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire ___________________________ 33

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LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES

AFNOR Association franccedilaise de normalisation

BASF Badische Anilinund Soda Fabrik (groupe chimique Allemagne)

B agraveT Bon agrave tirer

Bayer socieacuteteacute chimique et pharmaceutique

BDEA N-butyleacutethanolamine

BHT Hydroxytoluegravenebutyleacute

CIBA entreprise chimique suisse

CIJ Jet contenu

DIN Institut Allemagne de Normalisation

DOD Goutte agrave la demande

EB Electron Beam (faisceau drsquoeacutelectron)

GPL gaz de peacutetrole liqueacutefieacute

ICI Imperial Chemical Industries (Socieacuteteacute Chimique britannique)

IR Infra-rouge

KBA Groupe de Koenig et Baue

PE Polyeacutethylegravene

PTFE Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene

PVC Polyvinylchloride

RFID Identification Radiofreacutequence

TMAO TrimethylamineN-oxide

UV Ultraviolet

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Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 2: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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REMERCIEMENTS

Au terme de ce travail je tiens agrave exprimer mes profonds remerciements agrave toutes les

personnes qui ont contribueacute de pregraves ou de loin agrave la reacutealisation de ce modeste projet

Jrsquoadresse un hommage particulier et ma reconnaissance au Professeur Abderrafia HAFID

encadrant de mon projet de fin drsquoeacutetudes pour sa disponibiliteacute ses remarques et ses

suggestions

Que Messieurs les membres de jury trouvent ici lrsquoexpression de ma reconnaissance pour

avoir accepteacute de juger mon travail

Jaimerais eacutegalement exprimer toute ma gratitude agrave tous les enseignants chercheurs du

deacutepartement de Chimie et Environnement de la Faculteacute des Sciences et Techniques de Beacuteni

Mellal qui nous ont aideacutes ou encadreacutes et nous avoir transmis leur savoir dans les meilleures

conditions possibles

Un grand merci eacutegalement agrave mes amis et collegravegues de la LST laquo Chimie Controcircle

Analyse raquo pour leur sympathie leur gentillesse et leur amitieacute

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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS 1

SOMMAIRE 2

Liste des figures 5

Liste des tableaux 6

LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES 7

Introduction geacuteneacuterale 8

Chapitre 1 GENERALITES SUR LES ENCRES 9

I- GENERALITES 10

I1 Deacutefinition 10

I2 Historique 10

I3cateacutegories drsquoencre 11

I4 caractegraveres drsquoune encre 11

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment 12

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere 13

II- COMPOSANTS DES ENCRES 13

II1 Les colorants 13

II11 Origines des produits colorantes 13

a) Colorants naturels 13

b) Colorants syntheacutetiques 14

c) Pigments 14

II12 Ordonnancements international des produits colorants 14

II13 Exemples de produits colorants 15

II2 Les solvants 17

II3 Les liants 18

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges) 18

III- La fabrication des encres 19

III1 Fabrication du Vernis 19

III2 Empacirctage 20

III3 Broyage 20

III31 Broyage tricylindre 20

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements 21

III4 La dilution 21

III5 Le conditionnement 23

Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES DrsquoENCRE 24

I- Les encres classiques 25

I1 Lrsquoencre en Offset 25

I11 Lrsquoencre Quickset 25

I12 Lrsquoencre Heatset 26

I13 Lrsquoencre UV 26

I2 Lrsquoencre en flexographie 26

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau 26

I22 Lrsquoencre UV 27

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I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure 27

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride 27

I32 Lrsquoencre hotmelt 27

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie 27

II- Les encres speacuteciales 27

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante 27

II2 Lrsquoencre odorante 27

II3 Lrsquoencre thermo-chromique 28

II4 Lrsquoencre grattable 28

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale 28

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable 28

II7 Lrsquoencre deacutecoration 28

II8 Lrsquoencre ardoise 28

II9 Lrsquoencre phosphorescente 29

II10 Lrsquoencre fluorescente 29

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV 29

II12 Lrsquoencre saignante 29

II13 Lrsquoencre sublimable 29

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau 29

II15 Lrsquoencre agrave tampons 30

II51 Encres agrave tampon agrave base deau 30

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile 30

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool 30

III- Quelques encres particuliegraveres 30

III1 Les encres en poudre 30

III2 Les encres solides 30

III3 Les encres sympathiques 30

III4 Lrsquoencre de seiche 31

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire 32

Chapitre 3 LE SECHAGE DES ENCRES 34

I- Introduction 35

II- Le seacutechage physique 35

III- Le seacutechage chimique 36

IV- Le seacutechage mixte 36

V- Le seacutechage thermique 37

VI- Le seacutechage par rayonnement UV 37

VI1 Les encres UV 37

VI2 Les seacutecheurs UV 38

VII- Le seacutechage par rayonnement EB 38

VII1 Les encres EB 38

VII2 Les seacutecheurs EB 39

Chapitre 4 UTILISATION DES ENCRES DANS LES IMPRIMANTES 40

I- Impression couleur 41

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression 42

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset 43

III1 Introduction 43

III2 Le proceacutedeacute 43

III21Loffset conventionnel 43

III22 Loffset waterless 44

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset 44

III31 Les presse 45

III32 Les consommables 45

a) La solution de mouillage 45

b) Le papier 45

c) Le blanchet 45

IV- Proceacutedeacute de Flexographie 46

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure 46

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie 47

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications 47

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie 47

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie 47

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre 48

VIII1 Introduction 48

VIII2 Les diffeacuterentes techniques 48

VIII21 Le jet continu 48

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD) 49

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique 50

CONCLUSION 51

Reacutefeacuterences Webliographiques 52

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5

Liste des figures

Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1 ____________________________ 17

Figure 2 Pigment jaune 12 ____________________________________________________________ 17

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres ____________________________________ 19

Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler ______________________________________________ 21

Figure7 Jauge de North ______________________________________________________________ 21

Figure8 Scission du film drsquoencre _______________________________________________________ 22

Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide linoleacutenique)

__________________________________________________________________________________ 26

Figure10 synthegravese de la meacutelanine ______________________________________________________ 31

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre ____________________________________________________ 41

Figure 12 Imprimante laser ___________________________________________________________ 41

Figure 13 formule chimique de pigment cyan_____________________________________________ 42

Figure 14 formule chimique de pigment magenta _________________________________________ 42

Figure 15 formule chimique de pigment jaune ____________________________________________ 42

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan magenta et

jaune ______________________________________________________________________________ 42

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset conventionnel et Waterless ___________________________ 43

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset ______________________________ 44

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en flexographie ________________________ 46

Figure 20 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en heacuteliogravure ________________________ 46

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie _________________________ 47

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Liste des tableaux

Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants ____________________________ 15

Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques ___________________________ 16

Tableau3 certains additifs des encres ___________________________________________________ 18

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute __________________________________________ 22

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche ____________________________________________ 31

Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire ___________________________ 33

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LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES

AFNOR Association franccedilaise de normalisation

BASF Badische Anilinund Soda Fabrik (groupe chimique Allemagne)

B agraveT Bon agrave tirer

Bayer socieacuteteacute chimique et pharmaceutique

BDEA N-butyleacutethanolamine

BHT Hydroxytoluegravenebutyleacute

CIBA entreprise chimique suisse

CIJ Jet contenu

DIN Institut Allemagne de Normalisation

DOD Goutte agrave la demande

EB Electron Beam (faisceau drsquoeacutelectron)

GPL gaz de peacutetrole liqueacutefieacute

ICI Imperial Chemical Industries (Socieacuteteacute Chimique britannique)

IR Infra-rouge

KBA Groupe de Koenig et Baue

PE Polyeacutethylegravene

PTFE Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene

PVC Polyvinylchloride

RFID Identification Radiofreacutequence

TMAO TrimethylamineN-oxide

UV Ultraviolet

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Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 3: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS 1

SOMMAIRE 2

Liste des figures 5

Liste des tableaux 6

LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES 7

Introduction geacuteneacuterale 8

Chapitre 1 GENERALITES SUR LES ENCRES 9

I- GENERALITES 10

I1 Deacutefinition 10

I2 Historique 10

I3cateacutegories drsquoencre 11

I4 caractegraveres drsquoune encre 11

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment 12

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere 13

II- COMPOSANTS DES ENCRES 13

II1 Les colorants 13

II11 Origines des produits colorantes 13

a) Colorants naturels 13

b) Colorants syntheacutetiques 14

c) Pigments 14

II12 Ordonnancements international des produits colorants 14

II13 Exemples de produits colorants 15

II2 Les solvants 17

II3 Les liants 18

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges) 18

III- La fabrication des encres 19

III1 Fabrication du Vernis 19

III2 Empacirctage 20

III3 Broyage 20

III31 Broyage tricylindre 20

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements 21

III4 La dilution 21

III5 Le conditionnement 23

Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES DrsquoENCRE 24

I- Les encres classiques 25

I1 Lrsquoencre en Offset 25

I11 Lrsquoencre Quickset 25

I12 Lrsquoencre Heatset 26

I13 Lrsquoencre UV 26

I2 Lrsquoencre en flexographie 26

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau 26

I22 Lrsquoencre UV 27

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3

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure 27

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride 27

I32 Lrsquoencre hotmelt 27

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie 27

II- Les encres speacuteciales 27

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante 27

II2 Lrsquoencre odorante 27

II3 Lrsquoencre thermo-chromique 28

II4 Lrsquoencre grattable 28

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale 28

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable 28

II7 Lrsquoencre deacutecoration 28

II8 Lrsquoencre ardoise 28

II9 Lrsquoencre phosphorescente 29

II10 Lrsquoencre fluorescente 29

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV 29

II12 Lrsquoencre saignante 29

II13 Lrsquoencre sublimable 29

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau 29

II15 Lrsquoencre agrave tampons 30

II51 Encres agrave tampon agrave base deau 30

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile 30

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool 30

III- Quelques encres particuliegraveres 30

III1 Les encres en poudre 30

III2 Les encres solides 30

III3 Les encres sympathiques 30

III4 Lrsquoencre de seiche 31

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire 32

Chapitre 3 LE SECHAGE DES ENCRES 34

I- Introduction 35

II- Le seacutechage physique 35

III- Le seacutechage chimique 36

IV- Le seacutechage mixte 36

V- Le seacutechage thermique 37

VI- Le seacutechage par rayonnement UV 37

VI1 Les encres UV 37

VI2 Les seacutecheurs UV 38

VII- Le seacutechage par rayonnement EB 38

VII1 Les encres EB 38

VII2 Les seacutecheurs EB 39

Chapitre 4 UTILISATION DES ENCRES DANS LES IMPRIMANTES 40

I- Impression couleur 41

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression 42

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset 43

III1 Introduction 43

III2 Le proceacutedeacute 43

III21Loffset conventionnel 43

III22 Loffset waterless 44

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset 44

III31 Les presse 45

III32 Les consommables 45

a) La solution de mouillage 45

b) Le papier 45

c) Le blanchet 45

IV- Proceacutedeacute de Flexographie 46

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure 46

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie 47

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications 47

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie 47

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie 47

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre 48

VIII1 Introduction 48

VIII2 Les diffeacuterentes techniques 48

VIII21 Le jet continu 48

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD) 49

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique 50

CONCLUSION 51

Reacutefeacuterences Webliographiques 52

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5

Liste des figures

Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1 ____________________________ 17

Figure 2 Pigment jaune 12 ____________________________________________________________ 17

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres ____________________________________ 19

Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler ______________________________________________ 21

Figure7 Jauge de North ______________________________________________________________ 21

Figure8 Scission du film drsquoencre _______________________________________________________ 22

Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide linoleacutenique)

__________________________________________________________________________________ 26

Figure10 synthegravese de la meacutelanine ______________________________________________________ 31

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre ____________________________________________________ 41

Figure 12 Imprimante laser ___________________________________________________________ 41

Figure 13 formule chimique de pigment cyan_____________________________________________ 42

Figure 14 formule chimique de pigment magenta _________________________________________ 42

Figure 15 formule chimique de pigment jaune ____________________________________________ 42

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan magenta et

jaune ______________________________________________________________________________ 42

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset conventionnel et Waterless ___________________________ 43

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset ______________________________ 44

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en flexographie ________________________ 46

Figure 20 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en heacuteliogravure ________________________ 46

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie _________________________ 47

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6

Liste des tableaux

Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants ____________________________ 15

Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques ___________________________ 16

Tableau3 certains additifs des encres ___________________________________________________ 18

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute __________________________________________ 22

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche ____________________________________________ 31

Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire ___________________________ 33

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LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES

AFNOR Association franccedilaise de normalisation

BASF Badische Anilinund Soda Fabrik (groupe chimique Allemagne)

B agraveT Bon agrave tirer

Bayer socieacuteteacute chimique et pharmaceutique

BDEA N-butyleacutethanolamine

BHT Hydroxytoluegravenebutyleacute

CIBA entreprise chimique suisse

CIJ Jet contenu

DIN Institut Allemagne de Normalisation

DOD Goutte agrave la demande

EB Electron Beam (faisceau drsquoeacutelectron)

GPL gaz de peacutetrole liqueacutefieacute

ICI Imperial Chemical Industries (Socieacuteteacute Chimique britannique)

IR Infra-rouge

KBA Groupe de Koenig et Baue

PE Polyeacutethylegravene

PTFE Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene

PVC Polyvinylchloride

RFID Identification Radiofreacutequence

TMAO TrimethylamineN-oxide

UV Ultraviolet

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8

Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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10

I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

60

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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50

En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 4: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure 27

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride 27

I32 Lrsquoencre hotmelt 27

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie 27

II- Les encres speacuteciales 27

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante 27

II2 Lrsquoencre odorante 27

II3 Lrsquoencre thermo-chromique 28

II4 Lrsquoencre grattable 28

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale 28

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable 28

II7 Lrsquoencre deacutecoration 28

II8 Lrsquoencre ardoise 28

II9 Lrsquoencre phosphorescente 29

II10 Lrsquoencre fluorescente 29

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV 29

II12 Lrsquoencre saignante 29

II13 Lrsquoencre sublimable 29

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau 29

II15 Lrsquoencre agrave tampons 30

II51 Encres agrave tampon agrave base deau 30

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile 30

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool 30

III- Quelques encres particuliegraveres 30

III1 Les encres en poudre 30

III2 Les encres solides 30

III3 Les encres sympathiques 30

III4 Lrsquoencre de seiche 31

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire 32

Chapitre 3 LE SECHAGE DES ENCRES 34

I- Introduction 35

II- Le seacutechage physique 35

III- Le seacutechage chimique 36

IV- Le seacutechage mixte 36

V- Le seacutechage thermique 37

VI- Le seacutechage par rayonnement UV 37

VI1 Les encres UV 37

VI2 Les seacutecheurs UV 38

VII- Le seacutechage par rayonnement EB 38

VII1 Les encres EB 38

VII2 Les seacutecheurs EB 39

Chapitre 4 UTILISATION DES ENCRES DANS LES IMPRIMANTES 40

I- Impression couleur 41

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression 42

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4

III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset 43

III1 Introduction 43

III2 Le proceacutedeacute 43

III21Loffset conventionnel 43

III22 Loffset waterless 44

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset 44

III31 Les presse 45

III32 Les consommables 45

a) La solution de mouillage 45

b) Le papier 45

c) Le blanchet 45

IV- Proceacutedeacute de Flexographie 46

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure 46

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie 47

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications 47

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie 47

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie 47

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre 48

VIII1 Introduction 48

VIII2 Les diffeacuterentes techniques 48

VIII21 Le jet continu 48

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD) 49

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique 50

CONCLUSION 51

Reacutefeacuterences Webliographiques 52

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5

Liste des figures

Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1 ____________________________ 17

Figure 2 Pigment jaune 12 ____________________________________________________________ 17

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres ____________________________________ 19

Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler ______________________________________________ 21

Figure7 Jauge de North ______________________________________________________________ 21

Figure8 Scission du film drsquoencre _______________________________________________________ 22

Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide linoleacutenique)

__________________________________________________________________________________ 26

Figure10 synthegravese de la meacutelanine ______________________________________________________ 31

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre ____________________________________________________ 41

Figure 12 Imprimante laser ___________________________________________________________ 41

Figure 13 formule chimique de pigment cyan_____________________________________________ 42

Figure 14 formule chimique de pigment magenta _________________________________________ 42

Figure 15 formule chimique de pigment jaune ____________________________________________ 42

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan magenta et

jaune ______________________________________________________________________________ 42

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset conventionnel et Waterless ___________________________ 43

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset ______________________________ 44

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en flexographie ________________________ 46

Figure 20 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en heacuteliogravure ________________________ 46

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie _________________________ 47

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6

Liste des tableaux

Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants ____________________________ 15

Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques ___________________________ 16

Tableau3 certains additifs des encres ___________________________________________________ 18

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute __________________________________________ 22

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche ____________________________________________ 31

Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire ___________________________ 33

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LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES

AFNOR Association franccedilaise de normalisation

BASF Badische Anilinund Soda Fabrik (groupe chimique Allemagne)

B agraveT Bon agrave tirer

Bayer socieacuteteacute chimique et pharmaceutique

BDEA N-butyleacutethanolamine

BHT Hydroxytoluegravenebutyleacute

CIBA entreprise chimique suisse

CIJ Jet contenu

DIN Institut Allemagne de Normalisation

DOD Goutte agrave la demande

EB Electron Beam (faisceau drsquoeacutelectron)

GPL gaz de peacutetrole liqueacutefieacute

ICI Imperial Chemical Industries (Socieacuteteacute Chimique britannique)

IR Infra-rouge

KBA Groupe de Koenig et Baue

PE Polyeacutethylegravene

PTFE Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene

PVC Polyvinylchloride

RFID Identification Radiofreacutequence

TMAO TrimethylamineN-oxide

UV Ultraviolet

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Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 5: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset 43

III1 Introduction 43

III2 Le proceacutedeacute 43

III21Loffset conventionnel 43

III22 Loffset waterless 44

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset 44

III31 Les presse 45

III32 Les consommables 45

a) La solution de mouillage 45

b) Le papier 45

c) Le blanchet 45

IV- Proceacutedeacute de Flexographie 46

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure 46

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie 47

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications 47

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie 47

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie 47

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre 48

VIII1 Introduction 48

VIII2 Les diffeacuterentes techniques 48

VIII21 Le jet continu 48

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD) 49

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique 50

CONCLUSION 51

Reacutefeacuterences Webliographiques 52

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5

Liste des figures

Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1 ____________________________ 17

Figure 2 Pigment jaune 12 ____________________________________________________________ 17

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres ____________________________________ 19

Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler ______________________________________________ 21

Figure7 Jauge de North ______________________________________________________________ 21

Figure8 Scission du film drsquoencre _______________________________________________________ 22

Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide linoleacutenique)

__________________________________________________________________________________ 26

Figure10 synthegravese de la meacutelanine ______________________________________________________ 31

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre ____________________________________________________ 41

Figure 12 Imprimante laser ___________________________________________________________ 41

Figure 13 formule chimique de pigment cyan_____________________________________________ 42

Figure 14 formule chimique de pigment magenta _________________________________________ 42

Figure 15 formule chimique de pigment jaune ____________________________________________ 42

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan magenta et

jaune ______________________________________________________________________________ 42

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset conventionnel et Waterless ___________________________ 43

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset ______________________________ 44

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en flexographie ________________________ 46

Figure 20 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en heacuteliogravure ________________________ 46

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie _________________________ 47

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Liste des tableaux

Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants ____________________________ 15

Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques ___________________________ 16

Tableau3 certains additifs des encres ___________________________________________________ 18

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute __________________________________________ 22

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche ____________________________________________ 31

Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire ___________________________ 33

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LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES

AFNOR Association franccedilaise de normalisation

BASF Badische Anilinund Soda Fabrik (groupe chimique Allemagne)

B agraveT Bon agrave tirer

Bayer socieacuteteacute chimique et pharmaceutique

BDEA N-butyleacutethanolamine

BHT Hydroxytoluegravenebutyleacute

CIBA entreprise chimique suisse

CIJ Jet contenu

DIN Institut Allemagne de Normalisation

DOD Goutte agrave la demande

EB Electron Beam (faisceau drsquoeacutelectron)

GPL gaz de peacutetrole liqueacutefieacute

ICI Imperial Chemical Industries (Socieacuteteacute Chimique britannique)

IR Infra-rouge

KBA Groupe de Koenig et Baue

PE Polyeacutethylegravene

PTFE Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene

PVC Polyvinylchloride

RFID Identification Radiofreacutequence

TMAO TrimethylamineN-oxide

UV Ultraviolet

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Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 6: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Liste des figures

Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1 ____________________________ 17

Figure 2 Pigment jaune 12 ____________________________________________________________ 17

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres ____________________________________ 19

Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler ______________________________________________ 21

Figure7 Jauge de North ______________________________________________________________ 21

Figure8 Scission du film drsquoencre _______________________________________________________ 22

Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide linoleacutenique)

__________________________________________________________________________________ 26

Figure10 synthegravese de la meacutelanine ______________________________________________________ 31

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre ____________________________________________________ 41

Figure 12 Imprimante laser ___________________________________________________________ 41

Figure 13 formule chimique de pigment cyan_____________________________________________ 42

Figure 14 formule chimique de pigment magenta _________________________________________ 42

Figure 15 formule chimique de pigment jaune ____________________________________________ 42

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan magenta et

jaune ______________________________________________________________________________ 42

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset conventionnel et Waterless ___________________________ 43

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset ______________________________ 44

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en flexographie ________________________ 46

Figure 20 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en heacuteliogravure ________________________ 46

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie _________________________ 47

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Liste des tableaux

Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants ____________________________ 15

Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques ___________________________ 16

Tableau3 certains additifs des encres ___________________________________________________ 18

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute __________________________________________ 22

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche ____________________________________________ 31

Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire ___________________________ 33

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LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES

AFNOR Association franccedilaise de normalisation

BASF Badische Anilinund Soda Fabrik (groupe chimique Allemagne)

B agraveT Bon agrave tirer

Bayer socieacuteteacute chimique et pharmaceutique

BDEA N-butyleacutethanolamine

BHT Hydroxytoluegravenebutyleacute

CIBA entreprise chimique suisse

CIJ Jet contenu

DIN Institut Allemagne de Normalisation

DOD Goutte agrave la demande

EB Electron Beam (faisceau drsquoeacutelectron)

GPL gaz de peacutetrole liqueacutefieacute

ICI Imperial Chemical Industries (Socieacuteteacute Chimique britannique)

IR Infra-rouge

KBA Groupe de Koenig et Baue

PE Polyeacutethylegravene

PTFE Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene

PVC Polyvinylchloride

RFID Identification Radiofreacutequence

TMAO TrimethylamineN-oxide

UV Ultraviolet

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Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 7: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Liste des tableaux

Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants ____________________________ 15

Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques ___________________________ 16

Tableau3 certains additifs des encres ___________________________________________________ 18

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute __________________________________________ 22

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche ____________________________________________ 31

Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire ___________________________ 33

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LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES

AFNOR Association franccedilaise de normalisation

BASF Badische Anilinund Soda Fabrik (groupe chimique Allemagne)

B agraveT Bon agrave tirer

Bayer socieacuteteacute chimique et pharmaceutique

BDEA N-butyleacutethanolamine

BHT Hydroxytoluegravenebutyleacute

CIBA entreprise chimique suisse

CIJ Jet contenu

DIN Institut Allemagne de Normalisation

DOD Goutte agrave la demande

EB Electron Beam (faisceau drsquoeacutelectron)

GPL gaz de peacutetrole liqueacutefieacute

ICI Imperial Chemical Industries (Socieacuteteacute Chimique britannique)

IR Infra-rouge

KBA Groupe de Koenig et Baue

PE Polyeacutethylegravene

PTFE Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene

PVC Polyvinylchloride

RFID Identification Radiofreacutequence

TMAO TrimethylamineN-oxide

UV Ultraviolet

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Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 8: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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LISTE DES ABREVIATIONS UTILISEES

AFNOR Association franccedilaise de normalisation

BASF Badische Anilinund Soda Fabrik (groupe chimique Allemagne)

B agraveT Bon agrave tirer

Bayer socieacuteteacute chimique et pharmaceutique

BDEA N-butyleacutethanolamine

BHT Hydroxytoluegravenebutyleacute

CIBA entreprise chimique suisse

CIJ Jet contenu

DIN Institut Allemagne de Normalisation

DOD Goutte agrave la demande

EB Electron Beam (faisceau drsquoeacutelectron)

GPL gaz de peacutetrole liqueacutefieacute

ICI Imperial Chemical Industries (Socieacuteteacute Chimique britannique)

IR Infra-rouge

KBA Groupe de Koenig et Baue

PE Polyeacutethylegravene

PTFE Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene

PVC Polyvinylchloride

RFID Identification Radiofreacutequence

TMAO TrimethylamineN-oxide

UV Ultraviolet

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Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 9: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Introduction geacuteneacuterale

Ce modeste meacutemoire a pour objet une recherche bibliographique sur les Encres Il srsquoinsegravere dans le

cadre du projet de fin drsquoeacutetudes qui mrsquoa eacuteteacute confieacute en tant qursquoeacutetudiant de Licence Sciences et Techniques

laquo Chimie Analyse et Controcircle raquo

Degraves que lrsquohomme il y a plus de cinq mille ans a eacuteprouveacute le besoin de transmettre agrave distance un

message et de le conserver il a chercheacute agrave eacutecrire eacutecriture pictographique ou ideacuteographique drsquoabord puis

syllabique puis alphabeacutetique Pour cela il a graveacute en utilisant un objet dur et aiguiseacute ou bien il a fait une

trace sur une surface en utilisant de la terre puis du bois calcineacutehellip Pour rendre plus aiseacute le graphisme il a

chercheacute agrave obtenir une pacircte ou un liquide laissant une tracehellipLrsquoencre eacutetait neacutee Lrsquoencre a eacuteteacute toujours lieacutee

au dessin et agrave lrsquoeacutecriture

Ce travail est reparti en quatre chapitres Le premier chapitre rassemble des geacuteneacuteraliteacutes sur les encres Les

diffeacuterents types drsquoencre sont preacutesenteacutes dans le deuxiegraveme chapitre Le troisiegraveme chapitre a pour objet le

seacutechage des encres Enfin au dernier chapitre nous preacutesentons un exemple drsquoutilisation des encres

lrsquoimprimante

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

60

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 10: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Chapitre 1 GENERALITES

SUR LES ENCRES

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

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httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

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httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 11: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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I- GENERALITES

I1 Deacutefinition

Une encre est une solution une suspension ou une pacircte coloreacutee qui sert agrave eacutecrire agrave dessiner ou agrave

imprimer cette deacutefinition tregraves geacuteneacuterale correspond agrave une multitude de preacuteparations On donne

eacutegalement le nom drsquoencre au liquide fonceacute que projettent les ceacutephalopodes (calmars seicheshellip) pour se

proteacuteger en cas de danger

Lrsquoorigine de ce mot est le latin encaustum en grec le terme se traduit par encre rouge avec laquelle les

empereurs grecs signaient

Les encres sont des produits coloreacutes (fluides ou visqueux) utiliseacutes en pellicules minces sur des supports

deacutetermineacutes pour y transfeacuterer une information un message ou une deacutecoration

Lencre est geacuteneacuteralement conditionneacutee en cartouches flacons bouteille ou bidons pour son transport

Certains de ces flacons peuvent servir drsquoencrier Elle peut aussi ecirctre sous forme solide (laquo bacircton raquo)

Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale on trouve dans une encre

- La matiegravere colorante repreacutesente 20 du produit final Crsquoest une substance souvent solide en

solution ou en suspension (on parle alors de pigment) qui lui donne sa couleur

- Le veacutehicule qui est environ 70 dans la composition de lrsquoencre est la phase fluide du produit Ce

meacutelange de polymegraveres de diluant etou de solvant sert agrave transporter les pigments sur le support papier et agrave

les fixer Selon le type de veacutehicule utiliseacute le mode de seacutechage et les principales caracteacuteristiques du film

drsquoencre seront diffeacuterents

- Les additifs repreacutesentent environ 10 du produit final et permettent drsquooptimiser les caracteacuteristiques de

lrsquoencre pendant et apregraves lrsquoimpression Ils peuvent donner agrave lrsquoencre sa brillance ou lrsquoaider agrave seacutecher plus ou

moins vite etchellip

Il srsquoagit notamment de cires (animales veacutegeacutetales mineacuterales ou syntheacutetiques) de sels de meacutetaux et de

composeacutes anti-maculant

I2 Historique

Le stylo agrave encre

Le stylo agrave encre ou aussi stylo plume a eacuteteacute inventeacute au XIXegraveme siegravecle Cet outil nommeacute stylo en Belgique

et plume en Suisse permettait de dessiner des traits agrave lencre liquide Il preacutesentait cependant pendant

longtemps beaucoup de problegravemes car lencre contenue dans un reacuteservoir coulait souvent Lusage du

stylo plume neacutetait pas du tout pratique

Il a fallu attendre la deacutecouverte de Lewis Edson Waterman vers la fin du siegravecle pour avoir un stylo sans

eacutecoulement dencre Le brevet quil a deacuteposeacute le 12 Feacutevrier 1884 concernait un systegraveme agrave plusieurs canaux

parallegraveles qui amenegraverent une goutte dencre au niveau de la pointe de la plume avec un eacutecoulement

reacutegulier et un deacutebit adeacutequat Et puis lon vit alors la preacutesence dune cartouche dencre dans le stylo plume

Le stylo-plume de Lewis Waterman occupait alors une place importante pour leacutecriture jusquau milieu

des anneacutees 50 ougrave le stylo bille fit son apparition Mais actuellement lusage du stylo agrave encre reprend une

place dans la vie quotidienne depuis le milieu scolaire jusquaux hauts rangs de ladministration

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

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wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 12: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Imprimante

A leacutepoque de la meacutecanographie qui preacutecegravede linformatique limpression eacutetait assureacutee par une imprimante

inteacutegreacutee dans la tabulatrice Les premiegraveres imprimantes seront preacutesenteacutees par Powers en 1914 et par

Hollerith en 1921 Il sagissait dimprimantes impact agrave barres porte caractegraveres permettant uniquement

dimprimer agrave lorigine seulement des chiffres Cest lintroduction dimprimantes agrave roues agrave tambour ou agrave

chaicircne qui permettra daugmenter la vitesse dimpression

La synchronisation entre limprimante et lavancement du papier sera permise agrave partir de 1933 par des

bandes perforeacutees placeacutees de chaque cocircteacute de la liasse dimpression et entraicircneacutees par des roues agrave picots

Ce nest quavec leacutemergence de linformatique au deacutebut des anneacutees 1970 que les imprimantes deviennent

des machines peacuteripheacuteriques autonomes deacutecoupleacutees de la fonction tabulatrice Cest avec linformatique

que la cartouche dencre va connaicirctre son vif deacuteveloppement

Photocopieur

La technique geacuteneacuterale de leacutelectrophotographie aurait eacuteteacute deacutecouverte par le physicien Jean-Jacques Trillat

en 1935 Heacutelas la socieacuteteacute Kodak lui deacuteclara que linvention ne preacutesentait pas dinteacuterecirct commercial

Le principe du copieur sera officiellement preacutesenteacute en 1938 par Chester Carlson Le premier copieur

xeacuterographique automatiseacute na eacuteteacute commercialiseacute quen 1959 Au deacutebut des anneacutees 1970 la firme Xerox

deacutetenait plus de 90 du marcheacute des copieurs ou duplicateurs On ne parle pas agrave cette eacutepoque de

cartouche dencre

I3cateacutegories drsquoencre

On distingue

Les encres liquides dont la substance colorante est dissoute dans de lrsquoeau ou un solvant

organique Elles sont surtout utiliseacutees en imprimerie (heacuteliographie et flexographie)

dans les imprimantes agrave jet drsquoencre les stylos agrave plume ou agrave bille et certains types de

marqueurs

Les encres grasses dont la substance colorante est un pigment que lrsquoon disperse dans un

liant dans lequel il est insoluble ce sont essentiellement les encres drsquoimprimerie

(offset typographie) et certains types de marqueurs

I4 caractegraveres drsquoune encre

Les principaux caractegraveres drsquoune encre deacutependent du type de marquage auquel elle est destineacutee mais on

peut deacutegager des caractegraveres communs qui sont lrsquoeacuteclat de sa couleur et la tenue de celle-ci dans le temps agrave

la lumiegravere sa viscositeacute son adheacuterence au support et son temps de seacutechage Les encres pigmentaires

reacutesistent mieux agrave la lumiegravere que les encres agrave solvant

Le support drsquoune encre Le support qui va recevoir de lrsquoencre conditionne la composition de

celle-ci Il ne doit pas par exemple y avoir de reacuteaction chimique entre lrsquoencre et le support de

plus une encre que lrsquoon deacutepose sur une surface lisse (film plastique papier lisse) nrsquoest pas

preacutepareacutee de la mecircme faccedilon que celle destineacutee agrave une surface absorbante (textile carton)

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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Page 13: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Le vecteur Le vecteur drsquoune encre va aussi influencer sa composition une encre de stylo agrave bille

est diffeacuterente de celle drsquoun stylo agrave plume ou de celle qui est projeteacutee par la buse drsquoune imprimante

agrave jet drsquoencre

Au Moyen-acircge ougrave le vecteur eacutetait une longue plume drsquooiseau (penne) dont lrsquoextreacutemiteacute eacutetait chauffeacutee

pour ecirctre durcie puis tailleacutee lrsquoencre la plus utiliseacutee se composait drsquoun meacutelange de tanins (composeacutes

pheacutenoliques) contenus dans la noix de galle de checircne drsquoeau et de vin ou drsquoeau de vie qui servaient de

solvants ( lrsquoeacutethanol contenu dans le vin ou lrsquoeau de vie favorisait la dissolution des tanins) de gomme

arabique (extraite des acacias et notamment de lrsquoAcacia senegal qui est un mimosa) qui servait de liant en

augmentant la viscositeacute de la preacuteparation drsquoun sel meacutetallique (sulfate de cuivre ou sulfate de fer(II)) et un

peu de sucre candi pour un rendu brillant Le meacutelange sulfate de fer(II) tanin donnait un tannate de fer(II)

peu coloreacute sous lrsquoaction de lrsquoair il y avait oxydation et formation de tannate de fer (III) de couleur

marron fonceacute La couleur de lrsquoencre assez peu visible lors de lrsquoapplication srsquointensifiait peu agrave peu Ces

encres ont eacuteteacute utiliseacutees assez longtemps et on ajoutait souvent du noir de fumeacutee pour la rendre plus

visible

En dehors de la couleur la notion de fluiditeacute ou viscositeacute est laspect le plus important dans une encre

Cest de cette qualiteacute que deacutependent le bon eacutecoulement de lencre la finesse et la preacutecision du traceacute la

tenue dans la plume la peacuteneacutetration suffisante mais sans excegraves dans le papier Il ny a pas de fluiditeacute laquo

ideacuteale raquo car cette fluiditeacute est agrave mettre en relation avec loutil et le support utiliseacute cest ainsi que lencre

conccedilue pour les stylos doit ecirctre tregraves fluide pour assurer un deacutebit reacutegulier et que la mecircme encre utiliseacutee

avec une plume de calligraphie risque de creacuteer un effet de diffusion dans le trait en effet la charge

dencre deacuteposeacutee est plus importante et la viscositeacute neacutetant plus approprieacutee lencre peacutenegravetre en excegraves dans

les fibres

Mais cet effet de diffusion dans le papier est aussi lieacute agrave la nature des colorants utiliseacutes qui ne sont pas

tous eacutegaux devant ce pheacutenomegravene On peut y remeacutedier en rajoutant une charge de liant (gomme arabique

par exemple) Enfin noublions pas que le papier sil est de qualiteacute meacutediocre ou recycleacute ou encore

insuffisamment encolleacute participe largement agrave ces effets indeacutesirables On optera dans ce cas pour un

traitement de la surface du papier avec de la sandaraque ou de la geacutelatine de parchemin

I5 Diffeacuterence entre encre agrave colorant et encre agrave pigment

Le colorant est une matiegravere naturelle ou de synthegravese soluble dans leau On obtient donc un meacutelange

totalement homogegravene et fluide La plupart des encres agrave colorants (ce sont les plus courantes) sont

transparentes cest agrave dire qursquoelles ne couvriront pas de faccedilon opaque un papier plus intense ou plus

sombre

Le pigment est une particule coloreacutee qui peut eacutegalement ecirctre naturelle ou de synthegravese Dans une encre ces

particules doivent ecirctre maintenues en suspension dans la solution gracircce au liant (gommes de diverses

natures) Cest ce qui explique le deacutepocirct dans le fond du flacon quand lencre nest plus agiteacutee Les encres

pigmenteacutees sont couvrantes et opaques (dans une certaine limite) ce qui permet de les utiliser sur des

papiers fonceacutes

Les pigments sont des produits colorantes qui ne sont pas solubles dans les produits diluants etou liants

Pour cette deacutefinition aussi il y a un exemple clair En essayant de meacutelanger de la suie dans de lrsquoeau

mecircme apregraves avoir longtemps remueacute ou agiteacute les particules de suie restent preacutesentes et reconnaissables (la

mecircme chose pourrait ecirctre aussi observeacutee avec du cafeacute moulu) La suie sera simplement tregraves finement

repartie mais la dilution restera incomplegravete Les pigments seront surtout utiliseacutes dans la fabrication

drsquoencres couvrantes De ceci on peut tirer les deacuteductions suivantes

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

60

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 14: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Les colorants se lient complegravetement avec les produits diluants et liants alors que pigments se reacutepartissent

seulement tregraves finement mais sans se dissoudre complegravetement Et encore

Les solutions produites agrave partir de colorants sont transparentes et agrave partir de pigments sont opaques

I6 Reacutesistance agrave la lumiegravere

Il est souvent question de la tenue des encres ou plus geacuteneacuteralement des couleurs agrave la lumiegravere Sachez que

toutes encres agrave colorants pacirclissent tregraves rapidement exposeacutees en pleine lumiegravere (deux ou trois mois

suffisent selon les couleurs les bleus sont les plus fragiles) Agrave linverse tous les mediums agrave base de

pigments (encres pigmenteacutees acryliques gouaches ou aquarelles) reacutesistent bien

II- COMPOSANTS DES ENCRES

II1 Les colorants

Cette terminologie est la deacutenomination geacuteneacuterique de tout produit qui colore et agrave laquelle appartiennent les

colorants et pigments

II11 Origines des produits colorantes

Les premiers produits colorants utiliseacutes par lrsquohomme eacutetaient drsquoorigine mineacuterale Les anciens nous

laissegraverent ainsi des œuvres coloreacutees repreacutesentant des animaux dans des grottes comme agrave Altamira au

Nord de lrsquoEspagne et agrave Lascaux au Sud de la France Leur acircge est estimeacute environ agrave 10 000 jusqursquoagrave 20 000

ans Pour les produits colorants utiliseacutes il srsquoagit de pigments non organiques existant dans la nature et

extraits agrave partir de craie manganegravese silicate drsquoalumine contenant du fer et oxyde de fer entre autres

La premiegravere mise en œuvre drsquoextrait veacutegeacutetal et animal ne plus ecirctre preacuteciseacute dans le temps Il est seulement

connu que dans le cercle culturel japonais chinois et indien que lrsquoart de la couleur avec produits

colorantes drsquoorigine animale est significatif depuis deacutejagrave plusieurs milleacutenaires En Egypte antique

eacutegalement les colorants drsquoorigine veacutegeacutetale eacutetaient utiliseacutes

a) Colorants naturels

- Colorants dorigine animale

Pourpre certainement le colorant le plus connu eacutetait autrefois extraite drsquoune seacutecreacutetion glandulaire drsquoun

mollusque marin lrsquoescargot Purpura Pour 1 g de pourpre il faut 12 000 escargots Purpura

Carmin le successeur meilleur marcheacute de la pourpre eacutetait extrait agrave partir de la cochenille qui en avril et

mai eacutetait gratteacutee sur les feuilles puis seacutecheacutee

- Colorants dorigine veacutegeacutetale

La garance eacutetait depuis le temps de charlemagne produite en Europe centrale Le colorant

rouge eacutetait fabriqueacute par hachage seacutechage et eacutebullition de la racine de cette plante

Du pastel ou guegravede eacutetait extrait un colorant bleu La segraveve des feuilles de cette plante

contient une substance qui a lrsquoair libre se colore en bleu

Le colorant indigo supplanta ensuite le pastel lrsquoindigotier eacutetant trente fois plus riche en

colorant et produisant un bleu beaucoup plus franc

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 15: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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b) Colorants syntheacutetiques

Le premier produit colorant syntheacutetique a eacuteteacute reacutealiseacute an 1856 par WH Perkin en Angleterre La

Mauveacuteine est un colorant anilique basique qui en preacutesence drsquoacide se colore en pourpre et qui nrsquoest plus

utiliseacute aujourdrsquohui Trois ans plus tard Le chimiste Verguin en Francem deacutecouvre la Fuchsine le

deuxiegraveme produit colorant syntheacutetique La Fuchsine appartient au groupe des colorants Triarylmeacutethane et

se dissout dans lrsquoeau avec une couleur rouge En raison de son insuffisance de reacutesistance aux acides et agrave

lrsquoalcali la Fuchsine ne joue eacutegalement plus aucun rocircle aujourdrsquohui Avec la synthegravese des colorants

Mauveacuteine Fuchsine et Alizarine a eacuteteacute introduit un bouleversement dans le deacuteveloppement de lrsquoindustrie

des encres agrave la tecircte de laquelle bientocirct lrsquoAllemagne pris place

Les colorants syntheacutetiques sont par exemples

- les colorantes basiques

En raison de leur composition chimique ce sont des colorants brillants et lumineux avec cependant une

mauvaise reacutesistance agrave la lumiegravere (tregraves rapide effet de deacutecoloration) et le plus souvent eacutecologiquement

douteux

- les colorants acides directs et reacuteactifs

Ces colorants nrsquoont pas de coloris aussi intensifs et brillants mais ils ont une bonne voire tregraves bonne

reacutesistance agrave la lumiegravere et pour la plupart des cas sont plus eacutecologiques que les colorants basiques

c) Pigments

Les pigments naturels et syntheacutetiques seacuteduisent par leur excellente reacutesistance agrave la lumiegravere On diffeacuterencie

ici

Pigments terrestres (ex lrsquoocre)

Pigments mineacuteraux (ex issus du magneacutesium)

Pigments meacutetalliques (ex aluminium)

Pigments carboniques (ex suie)

II12 Ordonnancements international des produits colorants

Chaque colorant chimique ou pigment possegravede un numeacutero international de classification qui est appeleacute

numeacutero Color Index Avec ceci il est possible de classifier et drsquoordonnancer parfaitement les appellations

commerciales des diffeacuterents fabricants

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

60

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 16: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Tableau 1 Exemples de numeacuteros Color Index et certains colorants

Acid-blue 25 = Acilan direct blue A (Bayer)

ERIO blue GRL (CIBA)

Direct blue 76 = Sirius blue F4GA (Bayer)

Durazol blue 2GN (ICI)

Pigment blue 15 = Paperblue BNL (CIBA)

Heliogen blue 6930 (BASF)

II13 Exemples de produits colorants

Les colorants sont la plupart du temps des solides tregraves finement diviseacutes (moins drsquoun micromegravetre en

geacuteneacuteral) une grande majoriteacute de produits organiques mais aussi quelques substances non organiques

parmi lesquelles

Les noirs de carbone pulveacuterulents agrave haut pouvoir colorant et fort pouvoir adsorbant

(black carbon) et qui constituent drsquoexcellents pigments noirs

Le trioxyde de fer (III) Fe2O3 finement broyeacute comme pigment rouge

Les oxydes de titane ou drsquoaluminium pour les pigments blancs

Parmi les moleacutecules organiques

Un colorant noir soluble dans lrsquoeau utiliseacute dans les encres pour stylos agrave plume et

certains feutres nigrosine B ou acid black 2 (voir Tableau 2 )

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 17: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Tableau 2 certains produits colorant et leurs structures chimiques

Pigment rouge 170

Pigment rouge 57-1

nigrosine B ou acid black 2

Un colorant noir soluble dans lrsquoeacutethanol et utiliseacute dans les encres pour stylos agrave billes les

papiers carbone et les rubans encreurs nigrosine ou solvent black 5

Un des pigments bleus utiliseacute dans les encres drsquoimprimerie le cyan 15 1

(phtalocyanine de cuivre (II)) tregraves reacutesistant agrave la lumiegravere (voir Figure 1)

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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Page 18: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Figure 1 Phtalocyanine de cuivre (II) pigment bleu ou cyan 15 1

Le pigment rouge 170 ou le pigment rouge 57-1 des azoiumlques (voir Tableau 2)

eacutegalement utiliseacutes en imprimerie

Le pigment jaune12 (voir Figure 2)

Figure 2 Pigment jaune 12

II2 Les solvants

Il en existe deux types

Ce sont pour la plupart des solvants dits peacutetroliers (non aromatiques) crsquoest-agrave-dire

reacutesultant de la distillation des peacutetroles et correspondant agrave des fractions moyennes On

trouve aussi des alcools des esters des glycols

Le solvant peut-ecirctre lrsquoeau que lrsquoon essaye de privileacutegier quand cela est possible dans un

souci de protection de lrsquoenvironnement et de la santeacute du consommateur mais la

principale difficulteacute est la lenteur de lrsquoeacutevaporation de lrsquoeau compareacutee agrave celle des

solvants organiques

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

60

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

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wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

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httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

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wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

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httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 19: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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II3 Les liants

Appeleacutes vernis dans lrsquoimprimerie sont des reacutesines qui formeront une fois le colorant ou le pigment placeacute

sur le support un film protecteur ou deacutecoratif ce sont des polymegraveres acryliques (des deacuteriveacutes de lrsquoacide

acrylique CH2=CH-COOH) vinyliques ( polymegraveres deacuterivant de moleacutecules renfermant le groupement

vinyle CH2=CH-) pheacutenoliques (reacutesultant de la polycondensation drsquoun pheacutenol avec une autre moleacutecule

par exemple un aldeacutehyde) des polyureacutethanes mais eacutegalement des polymegraveres eacutepoxydes hellip mis en

solution agrave chaud (200degC environ) dans des huiles veacutegeacutetales ou des diluants peacutetroliers

II4 Des additifs (ou matiegraveres de charges)

Ce sont geacuteneacuteralement des cires (Polyeacutethylegravene PE ou du Polyteacutetrafluoroeacutethylegravene PTFE)

pour donner agrave lrsquoencre sa brillance mais aussi modifier ses proprieacuteteacutes meacutecaniques par

exemple en diminuant ses frottements sur le support au moment de lrsquoeacutecriture (donc agrave

faciliter le glissement) ou encore agrave augmenter lrsquoadheacuterence de lrsquoencre sur le support

apregraves seacutechage elles peuvent aussi proteacuteger lencre vis-agrave-vis de labrasion ou du

frottement

Il peut aussi y avoir des siccatifs (permettant agrave lrsquoencre de seacutecher) tels que des sels de

lithium de strontium de zirconium de manganegravese voire de cobalt (pour les papiers

coucheacutes exigeant un seacutechage rapide) mais ces derniers sont de moins en moins utiliseacutes

Des photo-initiateurs Les encres grasses drsquoimprimerie sont celles dont le liant contient

des huiles veacutegeacutetales Au contact du dioxygegravene de lrsquoair il se produit une polymeacuterisation

qui est acceacuteleacutereacutee si lrsquoon ajoute dans le milieu des initiateurs de polymeacuterisation

Des anti-oxydants que lon place en surface dans le reacuteservoir et qui eacutevitent la formation

dune pellicule au contact de lair lorsque lencre ne sert pas Ces oxydants seacutevaporent

rapidement quand lencre est deacuteposeacutee sur le support ou sont adsorbeacutees par ce support et

ne retardent pas le seacutechage de lencre Ce sont des oximes (par exemple la

meacutethyleacutethylceacutetoxime) ou des pheacutenols substitueacutes (BHT) ou encore des amines

aromatiques (BDEA) la plus courante eacutetant lhydroquinone (voirTableau3)

Tableau3 certains additifs des encres

Meacutethyleacutethylceacutetoxime

ou

Butan-2-one oxime

BHT

ou

Dibutyl tertiaire paracreacutesol

BDEA

N-butyleacutethanolamine

Hydroquinone

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

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wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

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wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 20: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Des fongicides

Des eacutepaississants (carbonate de sodium hydroxyde de baryumhellip)

Des antiseptiques (borax thymol acide salicylique acide borique)

Des aromatisants pour enlever lrsquoodeur deacutesagreacuteable de certaines encres (terpineacuteol

essence de muschellip)

III- La fabrication des encres

Si la formulation drsquoune encre reste une activiteacute en perpeacutetuelle innovation qui srsquoappuie sur des notions

fondamentales de physico-chimie des meacutelanges le principe de fabrication drsquoune encre est un processus

aujourdrsquohui bien maicirctriseacute

Le principe de fabrication est commun aux diffeacuterents types drsquoencres (encres offset traditionnel encres

UV encres helioflexo) et met en jeu cinq eacutetapes essentielles qui conditionnent les proprieacuteteacutes finales et les

performances des encres Il est donc profitable de connaicirctre les paramegravetres essentiels de la fabrication et

drsquoen comprendre les eacutetapes cleacutes

Le processus de fabrication des encres est scheacutematiseacute ci-dessous (Figure3)

Figure3 Scheacutema du processus de fabrication des encres

III1 Fabrication du Vernis

La fabrication du vernis est la premiegravere eacutetape du cycle de fabrication de lrsquoencre Il srsquoagit de la mise en

œuvre des matiegraveres premiegraveres seacutelectionneacutees pour apporter les caracteacuteristiques intrinsegraveques de lrsquoencre En

effet le vernis constitue le corps de lrsquoencre les proprieacuteteacutes laquo structurelles raquo de lrsquoencre deacutependent de la

qualiteacute des proprieacuteteacutes des reacutesines diluants et huiles (pour les encres offset) ou solvants (pour les encres

liquides) entrant dans la composition du vernis

Pour les encres offset traditionnelles la fabrication du vernis consiste agrave dissoudre puis agrave cuire une ou

plusieurs reacutesines dures dans des diluants peacutetroliers etou des huiles veacutegeacutetales Cette eacutetape freacutequemment

automatiseacutee est geacuteneacuteralement meneacutee dans un reacuteacteur inerte agiteacute et eacutequipeacute de systegravemes de chauffe La

solubilisation ainsi que les recombinaisons chimiques capitales pour lrsquoobtention des proprieacuteteacutes du vernis

requiegraverent des cycles de vitesse et de tempeacuterature parfaitement controcircleacutes

Dans le cas des encres UV le vernis est fabriqueacute par meacutelange physique des constituants de base de

lrsquoencre ceci sans apport de tempeacuterature La synthegravese chimique des reacuteactifs UV eux-mecircmes est une eacutetape

externaliseacutee

Concernant les encres liquides les vernis utiliseacutes sont reacutealiseacutes par dissolution agrave froid de reacutesines

filmogegravenes dans des solvants agrave lrsquoaide de disperseurs approprieacutes

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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Page 21: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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III2 Empacirctage

Lrsquoempacirctage est une preacutedispersion du pigment (organique ou mineacuteral) dans un meacutelange de vernis En effet

une mecircme encre fait appel agrave plusieurs vernis aux proprieacuteteacutes varieacutees dont lrsquoastucieuse combinaison permet

drsquoobtenir des seacuteries drsquoencres aux proprieacuteteacutes totalement diffeacuterentes Certains vernis ont des proprieacuteteacutes tregraves

speacutecifiques drsquoautres peuvent entrer dans la composition de plusieurs reacutefeacuterences

Le pigment livreacute sous forme de poudre est en fait composeacute drsquoune multitude drsquoagreacutegats de particules

eacuteleacutementaires Lrsquoempacirctage vise agrave diviser le plus finement possible ces agreacutegats en enrobant les fines

particules avec le vernis (le liant de lrsquoencre) Cette eacutetape de laquo mouillage raquo permet de remplacer

progressivement lrsquoair entourant les particules par le liant et donc de disperser de faccedilon optimale le

pigment dans le vernis De la qualiteacute de cet enrobage deacutependent certaines proprieacuteteacutes de lrsquoencre telles que

la force colorante ou le brillant

Figure4 Empacircteur - Source Buhler

En fonction du type drsquoencre agrave fabriquer la dispersion srsquoeffectue soit agrave lrsquoaide drsquoun agitateur de type

laquo disque raquo de forme variable soit agrave lrsquoaide drsquoun fouet dit laquo papillon raquo La geacuteomeacutetrie de lrsquoagitateur deacutepend

de la formule de lrsquoencre mais le principe est le mecircme il srsquoagit de creacuteer un cisaillement suffisant au cœur

de la dispersion pour assurer la division des agreacutegats et lrsquoenrobage du pigment La vitesse drsquoagitation

(obtention drsquoun vortex) la tempeacuterature (due au cisaillement) ou encore la vitesse et lrsquoordre

drsquoincorporation des pigments et charges sont des paramegravetres qui affectent la preacutedispersion

III3 Broyage

Le broyage est lrsquoeacutetape qui permet drsquoaffiner la dispersion du pigment initieacutee agrave lrsquoempacirctage lors de la

reacuteduction de la taille des agreacutegats En effet les eacuteleacutements de pigments enrobeacutes de liant qui sont obtenus agrave

lrsquoempacirctage peuvent encore ecirctre disperseacutes de maniegravere plus fine gracircce agrave diffeacuterents types de broyeurs Cette

eacutetape est essentielle pour deacutevelopper la force colorante du pigment car crsquoest sous sa forme la plus

finement diviseacutee qursquoil deacutelivre les couleurs les plus intenses et les plus brillantes

Le broyage diffegravere selon les proceacutedeacutes et appareillages mis en œuvre Les plus communeacutement utiliseacutes sont

le broyage tricylindre(figure5) et le broyage avec microeacuteleacutements(figure6)

III31 Broyage tricylindre

Ce type de broyage est utiliseacute pour la fabrication des encres dites grasses (offset traditionnel et UV)

Comme son nom lrsquoindique le broyeur comporte trois cylindres entre lesquels circule lrsquoencre

Classiquement le broyage srsquoeffectue en trois passes Certains pigments plus difficiles agrave broyer peuvent

neacutecessiter une passe suppleacutementaire Les trois passes srsquoenchaicircnent avec une pression croissante entre les

cylindres qui effectuent le broyage la descente qui affine lrsquoencre empacircteacutee la passe demi-serreacutee qui fait

eacuteclater les agglomeacuterats restants et la passe serreacutee qui finalise la dispersion

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 22: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Figure5 Broyeur tricylindre - Source Buhler

III32 Broyage avec micro-eacuteleacutements

Toutes les encres (offset traditionnel UV et liquides) peuvent ecirctre broyeacutees selon ce proceacutedeacute seules les

configurations des broyeurs diffegraverent Le broyage est ici assureacute par la mise en mouvement des billes (de

diamegravetre et de matiegravere variables) au sein drsquoun bol (stator) via la rotation drsquoun axe (rotor) Le bol et lrsquoaxe

sont munis de doigts et sont refroidis pour eacuteviter un eacutechauffement trop important Lrsquoencre circule agrave

lrsquointeacuterieur de la chambre du broyeur et les agglomeacuterats sont diviseacutes sous lrsquoimpact des billes La qualiteacute du

broyage est optimiseacutee par reacuteglage de la tempeacuterature et du deacutebit drsquoencre

Figure6 Broyeur agrave micro eacuteleacutements - Source Buhler

Les encres grasses neacutecessitent geacuteneacuteralement une seule passe Elle peut eacuteventuellement srsquoensuivre drsquoune

passe sur tricylindre (refroidissement de lrsquoencre eacutechauffeacutee deacutesaeacuteration) Les encres liquides neacutecessitent

parfois plusieurs passes en recirculationLa finesse du broyage est un facteur primordial qui doit ecirctre

controcircleacute agrave chaque fabrication Elle caracteacuterise la granulomeacutetrie du broyage Ce controcircle peut srsquoeffectuer agrave

lrsquoaide drsquoune jauge type jauge de North(figure7)

Figure7 Jauge de North

III4 La dilution

Les proprieacuteteacutes structurelles et colorimeacutetriques de lrsquoencre sont obtenues apregraves le broyage

La dilution permet drsquoincorporer les diffeacuterents additifs indispensables agrave lrsquoobtention drsquoun produit fini de

qualiteacute Crsquoest lrsquoeacutetape ougrave lrsquoon ajuste la viscositeacute du produit par ajout de diluant ou de solvant (en fonction

du type drsquoencre fabriqueacutee) Les diffeacuterents ajouts srsquoeffectuent sous agitation lente afin drsquohomogeacuteneacuteiser

correctement les ingreacutedients sans deacutetruire la coheacutesion pigmentliant

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 23: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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A cette eacutetape les principaux controcircles de fabrication peuvent ecirctre pratiqueacutes sur le produit afin drsquoatteindre

ses speacutecifications finales

bull viscositeacute il srsquoagit de la mesure physique de la fluiditeacute de lrsquoencre (toujours deacutefinie agrave une tempeacuterature

donneacutee)

Le viscosimegravetre permet eacutegalement drsquoacceacuteder agrave des caracteacuteristiques rheacuteologiques telles que le seuil

drsquoeacutecoulement ou la structure de lrsquoencre

Tableau 4 Techniques de mesure de la viscositeacute

Encre offset

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluants peacutetroliers ou drsquoorigine veacutegeacutetale

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-plan

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01 Pas)

Encre UV

Seacutechage UV

Veacutehicule(s) de

dilution

Diluant UV

Appareils de mesure Viscosimegravetre rotatif cocircne-

plan

Coupes (Ford DIN

AFNOR)

Uniteacute Poise (Po) (1 Po = 01

Pas)

Seconde(s) (dureacutee

drsquoeacutecoulement)

Encre liquide

Seacutechage Traditionnel

Veacutehicule(s) de

dilution

Eau solvants

Appareils de mesure Coupes (Ford DIN AFNOR)

Uniteacute Seconde(s) (dureacutee drsquoeacutecoulement)

bull tack(ou tirant de lrsquoencre) cette mesure permet de quantifier la faculteacute du film drsquoencre agrave se scinder en

deux Le tack est mesureacute agrave lrsquoaide drsquoun tack-o-scope agrave tempeacuterature controcircleacutee lrsquoappareil mesure la force

neacutecessaire agrave la scission du film drsquoencre(figure8)

Figure8 Scission du film drsquoencre

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

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wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 24: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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bull coulure lrsquoencre est deacuteposeacutee sur une plaque thermostateacutee agrave laquelle on impose une inclinaison fixeacutee

La distance parcourue par lrsquoencre apregraves un temps donneacute permet de caracteacuteriser la fluiditeacute de lrsquoencre

bull colorimeacutetrie le controcircle de la colorimeacutetrie est effectueacute sur chaque lot fabriqueacute afin drsquoassurer la

conformiteacute au standard Le controcircle peut srsquoeffectuer agrave lrsquoœil en cabine lumiegravere ou par mesure

spectrocolorimeacutetrique

III5 Le conditionnement

Lorsque les controcircles sont effectueacutes et que lrsquoencre est conforme aux speacutecifications elle peut ecirctre libeacutereacutee

pour conditionnement

Les encres sont disponibles sous des modes de conditionnement tregraves diffeacuterents en fonction des volumes

En effet les conditionnements les plus classiques vont de la boicircte de 1 kg typiquement en meacutetal ou en

plastique pour les encres UV au conteneur drsquoune tonne que le fournisseur reacutecupegravere et remplit agrave nouveau

Crsquoest le cas des encres heatset qui ne seacutechant qursquoavec un fort apport de chaleur ne demandent pas de

nettoyage pousseacute des conteneurs avant remplissage

Pour les petites quantiteacutes on a vu apparaicirctre degraves la Drupa 95 des cartouches drsquoencres en polypropylegravene

voire en carton Lrsquoalimentation des machines peut eacutegalement se faire agrave partir de pistolets manuels ou

automatiseacutes sur les machines qui permettent drsquoexploiter la totaliteacute de la cartouche sans aucune perte Ces

systegravemes eacutevitent la formation de peaux lorsque lrsquoencre nrsquoest pas utiliseacutee temporairement

Par ailleurs les encres les plus sensibles aux conditions atmospheacuteriques sont les encres UV Il faut eacuteviter

de stocker les pots agrave la lumiegravere car cela deacuteclenche la polymeacuterisation des encres Ces encres peuvent

geacuteneacuteralement se conserver 6 mois agrave 20 degC maximum

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

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httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 25: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Chapitre 2 LES DIFFERENTS TYPES

DrsquoENCRE

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 26: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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I- Les encres classiques

Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre Parmi ces techniques on distingue

I1 Lrsquoencre en Offset

Technique datant de 1903 crsquoest la plus utiliseacutee actuellement

Son principe une plaque en aluminium ne comportant aucun relief ni aucun creux est fixeacutee agrave la surface

drsquoun cylindre rotatif elle a eacuteteacute impressionneacutee par un proceacutedeacute photographique De lrsquoeau est envoyeacutee sur le

cylindre elle ne mouille que les parties de la plaque qui ne constituent pas lrsquoimage Lrsquoencre grasse dont

on enduit ensuite le cylindre est repousseacute par lrsquoeau et ne se fixe que sur les parties constituant lrsquoimage Un

deuxiegraveme cylindre (blanchet) solidaire drsquoune plaque en caoutchouc srsquoappuie sur le premier et reccediloit donc

lrsquoencre constituant lrsquoimage Crsquoest contre ce deuxiegraveme cylindre que le papier vient srsquoappuyer

Dans un proceacutedeacute plus reacutecent dit laquo waterless raquo la plaque nrsquoest pas enduite drsquoeau mais de silicone

On utilise lrsquooffset pour imprimer des livres des affiches des magazineshellip

Crsquoest une encre grasse et qui ne coule pas Sa composition chimique et son degreacute de viscositeacute deacutependent

du mode de seacutechage Il y a de nombreuses couleurs possibles

En Offset il y a 3 autres encres lrsquoencre Quickset lrsquoencre Heatset et lrsquoencre UV

I11 Lrsquoencre Quickset

Lrsquoencre Quickset est utiliseacutee sur des machines offset agrave feuille Lrsquoencre composeacutee de reacutesines syntheacutetiques

posseacutedant des qualiteacutes filmogegravenes particuliegraveres est caracteacuteriseacutee par sa rapiditeacute de seacutechage

La composition drsquoune encre dite laquo quickset raquo et utiliseacutee sur les machines offset agrave feuilles est la suivante

o Colorants Pigments 10 agrave 30

o Liant

Reacutesines dures (deacuteriveacutes de la colophane ou acide abieacutetique) 5 agrave 50

Reacutesines alkydes 0 agrave 15 (On esteacuterifie la fonction alcool secondaire du glyceacuterol par un acide gras

provenant dune huile veacutegeacutetale et les deux fonctions alcool primaire par de lanhydride phtalique La

polymeacuterisation de cet ensemble conduit agrave ce quon appelle une reacutesine alkyde) Le seacutechage plus ou moins

rapide des encres est assujetti agrave la nature plus ou moins siccative de lhuile dont lacide gras est issu La

Figure 9 donne un exemple de reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de

lacide linoleacutenique

Distillats peacutetroliers ou huiles veacutegeacutetales 30 agrave 70

o Additifs 0 agrave 15 des cires des agents modifiant les proprieacuteteacutes rheacuteologiques de lrsquoencre (cest-agrave-dire la

faccedilon dont elle srsquoeacutecoule et parmi ces proprieacuteteacutes il y a la viscositeacute) des eacutemulsifiants des seacutequestrants des

silicones augmentant la reacutesistance agrave lrsquoabrasion et donc diminuant les risques de rayurehellip

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

60

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

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httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 27: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Figure9 Reacutesine alkyde formeacutee agrave partir du glyceacuterol de lanhydride phtalique et de lacide

linoleacutenique)

I12 Lrsquoencre Heatset

Si la machine offset est destineacutee agrave imprimer du papier en bobines on utilise de lrsquoencre dite laquo heatset raquo sa

composition est leacutegegraverement diffeacuterente pour tenir compte du mode de seacutechage (air chaud agrave 130degC) et de la

nature du support

Lrsquoencre Heatset est utiliseacutee sur des machines rotatives agrave bobines Lrsquoencre utiliseacutee se caracteacuterise par une

grande brillance et une grande rapiditeacute de seacutechage Egalement composeacutee drsquoun pigment et drsquoune reacutesine

solide dilueacutee sous lrsquoaction drsquoun hydrocarbure lrsquoencre heatset preacutesente un faible tirant et un fort

pourcentage de reacutesine drsquoougrave une grande faciliteacute agrave libeacuterer les huiles mineacuterales lors de son seacutechage

I13 Lrsquoencre UV

Lrsquoencre UV crsquoest lrsquoapport drsquoeacutenergie permettant le changement drsquoeacutetat du film drsquoencre de lrsquoeacutetat liquide agrave

lrsquoeacutetat solide provient des rayons ultraviolets Ces encres UV ne sont pas nocives mais peuvent ecirctre

irritantes et allergisantes

I2 Lrsquoencre en flexographie

Arriveacutee sur le marcheacute dans les anneacutees 60

I21 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre donne de bons reacutesultats au niveau de la reacutesistance au frottement Par exemple leur quantiteacute

deacuteposeacutee sur le papier peut aller de 05 gr de colorant sec par m2 agrave 3 gr par m2 pour un aplat Le seacutechage se

fait par eacutemission drsquoair chaud et par UV

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

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wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

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httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

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wwwenluminures-celtescomencrehtm

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wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

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httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 28: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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I22 Lrsquoencre UV

Cette encre est constitueacutee principalement de monomegravere et de preacutepolymegravere au niveau des supports utiliseacutes

Elle a la particulariteacute de preacutesenter de tregraves court temps de seacutechage Lrsquoencre deacuteposeacutee agrave une bonne reacutesistance

agrave la chaleur La majoriteacute des presses flexographiques uv sont agrave seacutechage mixte (air chaud et seacutecheur uv)

I3 Lrsquoencre en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est depuis longtemps le proceacutedeacute roi pour les tirages associant qualiteacute et quantiteacute

I31 Lrsquoencre agrave lrsquoeau hybride

Lrsquoencre contient 3 agrave 35 de sulfopolyesters et 65 agrave 95 drsquoacrylique Les systegravemes hybrides sont des

eacutemulsions de latex contenant 35 agrave 45 de composants solides stabiliseacutees par une stabilisation

eacutelectrostatique et par une stabilisation steacuterique

I32 Lrsquoencre hotmelt

Encre particuliegravere qui est solide agrave tempeacuterature ambiante et liquide lorsqursquoelle est chauffeacutee (souvent entre

60 et 130 degC) pour ecirctre transfeacutereacutee agrave lrsquoeacutetat liquide sur le support

I4 Lrsquoencre en seacuterigraphie

Lrsquoencre srsquoapplique agrave des supports varieacutes et pas neacutecessairement plats (bouteilles boicirctes textiles machines

bois etc) et sur de grandes surfaces Impression agrave lrsquoaide de couleurs puissantes et vives

II- Les encres speacuteciales

II1 Lrsquoencre meacutetallique reacutefleacutechissante

Lrsquoencre meacutetallique ne se limite pas aux effets doreacutes ou argenteacutes Il existe plus de 200 reacutefeacuterences de

couleurs meacutetalliques Leur eacuteclat deacutepend drsquoun pheacutenomegravene appeleacute laquo leafing raquo crsquoest agrave dire de la capaciteacute

drsquoalignement des pigments preacutesents agrave la surface du film encreacute Effet miroir chamarreacute ou modoreacute les

encres meacutetalliques peuvent eacutegalement servir drsquoantennes (Ex encres meacutetalliques RFID eacutelectro

conductrice qui captent les ondes de certaines freacutequences)

II2 Lrsquoencre odorante

Impression flexo agrave lrsquoeau combineacutee agrave une impression seacuterigraphie ougrave on peut appliquer comme odeurs

vanille chocolat pecircche menthe orange etc Lrsquoencre odorante confegravere agrave lrsquoeacutetiquette un effet ineacutegaleacute

puisqursquoil suffit de lrsquoeffleurer du bout des doigts pour en reacuteveacuteler lrsquoodeur par simple eacutecrasement des

microcapsules de parfum Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 29: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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II3 Lrsquoencre thermo-chromique

Un changement de comportement optique srsquoopegravere sous lrsquoinfluence de la tempeacuterature Un ton noir ou

coloreacute apregraves avoir atteint une certaine tempeacuterature perd ses proprieacuteteacutes colorielles et devient

complegravetement transparent Les pigments utiliseacutes sont des micros capsules concentreacutees Elles contiennent

un colorant speacutecial et un activateur chimique disperseacutes Proceacutedeacute drsquoimpression flexographie

heacuteliogravure offset

II4 Lrsquoencre grattable

Crsquoest une encre qui disparait au grattage avec lrsquoongle ou agrave lrsquoaide drsquoune piegravece de monnaie Les couleurs

standards sont lrsquoor et lrsquoargent Il y a deux types drsquoencre agrave gratter

o lrsquoencre grattable RX formuleacutee sans plomb et autres meacutetaux lourds

o lrsquoencre grattable RR contient du baryum et ne doit pas ecirctre utiliseacutee sur des objets qui

risquent drsquoecirctre machouilleacutes par des enfants

Les deux ne contiennent pas de produits chimiques Le seacutechage pour lrsquoencre RR est agrave lrsquoair pulseacute de 55 agrave

65 degC Pour lrsquoencre RX le seacutechage se fait agrave lrsquoair pulseacute ou aux infra-rouges avec circulation drsquoair Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II5 Lrsquoencre recyclable veacutegeacutetale

Elle est la mecircme que celle drsquoune encre traditionnelle excepteacute le fait que les huiles mineacuterales sont

remplaceacutees en huiles veacutegeacutetales Le seacutechage se fait en preacutesence de lrsquoair Lrsquoencre a de nombreux avantages

tel que le meilleur transfert meilleur stabiliteacute eauencre Elle a moindre impact sur lrsquoenvironnement

Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II6 Lrsquoencre pour support reacutetractable

Crsquoest une encre reacutesistante agrave la chaleur Elle srsquoajuste au gabarit en respectant les proportions Elastique ou

plastique elle a des qualiteacutes homotheacutetiques Lrsquoencre srsquoadapte aux meacutetamorphoses des supports

reacutetractables auxquels elle est destineacutee

Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II7 Lrsquoencre deacutecoration

Crsquoest une encre qui contribue agrave la deacutecoration inteacuterieure de notre habitat En imitation des matiegraveres ou pour

souligner un design du sol au plafond en passant par le papier peint des murs et drsquoautres surfaces lrsquoencre

est partout Des nouveaux effets et de nouvelles techniques sont appliqueacutes comme les encres de seacutecuriteacute agrave

effet iridescent (qui changent de couleurs selon lrsquoinclinaison du regard ou de lrsquoeacuteclairage) Proceacutedeacute

drsquoimpression seacuterigraphie

II8 Lrsquoencre ardoise

Zone drsquoeacutecriture pour craie Ces zones peuvent ecirctre totales ou seacutelectives la superposition est possible sur

tous graphismes et coloris Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 30: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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II9 Lrsquoencre phosphorescente

Les substances qui la compose sont exciteacutees en leur centre par des moyens artificiels ou par la lumiegravere du

jour puis ameneacutees agrave un plus haut niveau drsquoeacutenergie Ces zones exciteacutees sont constitueacutees drsquoatomes eacutetrangers

qui sont construits dans les cristaux des pigments phosphorescents

Plus la stimulation est longue et intense plus la lumiegravere qui srsquoen eacutemane est vive Cependant degraves que la

saturation est atteinte aucun chargement nrsquoest plus possible Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II10 Lrsquoencre fluorescente

Lrsquoencre fluorescente est utilisable sur le papier carton PVC etc Elle preacutesente une finition eacuteclatante et

offre un seacutechage rapide Gracircce agrave leur composition elle a une bonne reacutesistance agrave lrsquoeau cependant agrave cause

de leur faible reacutesistance agrave la lumiegravere elle ne doit ecirctre utiliseacutee que pour une application en inteacuterieur ou

pour des expositions exteacuterieures de courte dureacutee Si elle est exposeacutee agrave une intense lumiegravere du soleil elle

est sujette agrave une variation de ton rapide Cette encre est utiliseacutee pour les anti-contrefaccedilons avec drsquoautres

encres Proceacutedeacute drsquoimpression seacuterigraphie

II11 Lrsquoencre reacuteactive UV

Cette encre originale ideacuteale pour des concepts de loterie ou de jeux se reacutevegravelent au contact de lrsquoeau du

chaud du froid et mecircme de lrsquoalcool ou sous les UV Il existe drsquoautres encres telles que

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave lrsquoalcool 40deg ou 70deg degreacute

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au froid

- lrsquoencre se reacuteveacutelant au chaud

- lrsquoencre se reacuteveacutelant aux uv

- lrsquoencre se reacuteveacutelant agrave la lumiegravere noire

- lrsquoencre se reacuteveacutelant par filtre rouge ou cryptage

Proceacutedeacute drsquoimpression offset et flexographie

II12 Lrsquoencre saignante

Crsquoest une encre de seacutecuriteacute contenant des colorants qui sous lrsquoaction drsquoun solvant impregravegnent le support

papier (saignent autour de la partie imprimeacutee ou agrave travers le support) de maniegravere agrave ce que toute tentative

drsquoeffacement meacutecanique cause des dommages visibles au document Proceacutedeacute drsquoimpression offset

II13 Lrsquoencre sublimable

Crsquoest une encre pouvant passer de lrsquoeacutetat solide agrave lrsquoeacutetat gazeux sous lrsquoeffet de la chaleur Permet de

marquer le textile Le seacutechage est agrave lrsquoair pulseacute en 15 agrave 20 secondes agrave 40 50 degC Proceacutedeacute drsquoimpression

jet drsquoencre

II14 Lrsquoencre agrave lrsquoeau

Cette encre particuliegraverement opaque permet lrsquoimpression directe mecircme sur les supports fonceacutes avec un

reacutesultat eacutetonnant Elle srsquoillustre par son grand choix de coloris disponibles et leurs qualiteacutes en impression

Tregraves eacuteconomique lrsquoimprimeur peut facilement rajouter jusqursquoagrave 100 de base transparente pour diminuer

le coucirct de lrsquoencre Il est par ailleurs eacutegalement possible pour lrsquoimprimeur ne disposant pas de four

drsquoajouter un durcisseur permettant une fixation rapide sans passage en four Proceacutedeacute drsquoimpression

seacuterigraphie

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 31: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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II15 Lrsquoencre agrave tampons

Les encres agrave tampon se diffeacuterencient comme suit

II51 Encres agrave tampon agrave base deau

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments glyceacuterine glycol produits liants ainsi que

drsquoinfirmes quantiteacutes drsquoalcool et drsquoeau Ces encres seront agrave utiliser principalement sur des surfaces

poreuses comme par exemple le papier

Les applications de ces encres se trouvent en premiegravere ligne dans les timbres agrave main et eacutegalement dans les

appareils agrave encrage automatique Comme semelle le caoutchouc comme le polymegravere peuvent ecirctre utiliseacutes

pour reacutealiser le texte

II52 Encres agrave tampon agrave base dhuile

Celles-ci sont drsquoune composition de colorants pigments produits liants et huiles Ces encres seront agrave

utiliser principalement sur des surfaces poreuses comme par exemple le papier Les applications de ces

encres sont orienteacutees vers les Folioteurs automatiques et eacutegalement les timbres agrave mains avec semelle pour

texte an meacutetal ou en caoutchouc reacutesistant aux huiles

II53 Encres agrave tampon agrave base dalcool

Dans ce cas les colorants pigments et produits liants seront meacutelangeacutes avec des alcools Ces encres

peuvent marquer toutes les surfaces non poreuses Principalement sont agrave utiliser ici des timbres agrave main

avec caoutchouc ou polymegravere reacutesistants aux alcools

III- Quelques encres particuliegraveres

III1 Les encres en poudre

Deacutesigneacutees couramment par le terme laquo Toner raquo et utiliseacutees dans les photocopieurs et les imprimantes dites

Laser Il srsquoagit drsquoune poudre constitueacutee de reacutesines meacutelangeacutees agrave du carbone tregraves finement diviseacute Par

action combineacutee drsquoune tension eacutelectrique et de la lumiegravere traversant lrsquoimage agrave reproduire que lrsquoon

applique agrave une feuille de semi-conducteur (seacuteleacutenium par exemple) enrouleacutee sur un tambour la poudre va

se fixer sur celui-ci en reproduisant lrsquoimage Au contact de ce cylindre la feuille de papier va recevoir

cette poudre La feuille est ensuite chauffeacutee et comprimeacutee

III2 Les encres solides

Utiliseacutees dans certaines imprimantes numeacuteriques Le pigment organique est disperseacute dans une reacutesine

Cette reacutesine chauffeacutee est appliqueacutee par la tecircte drsquoimpression sur un cylindre de transfert (chauffeacute lui aussi)

portant une mince couche drsquohuile de silicone la feuille de papier chaude presseacutee contre le cylindre reccediloit

la reacutesine en fusion portant le pigment La feuille est rapidement refroidie La reacutesine et son pigment se

figent

III3 Les encres sympathiques

Ce sont des encres invisibles que lrsquoon peut reacuteveacuteler quand on le souhaite Diffeacuterentes techniques sont

employeacutees Parmi les moyens simples on peut citer lrsquoeacutecriture avec du jus de citron que lrsquoon pourra reacuteveacuteler

en placcedilant la feuille au-dessus de la flamme drsquoune bougie

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 32: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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III4 Lrsquoencre de seiche

Lrsquoencre de seiche (en grec ancien sepia) contenue dans une poche particuliegravere aux ceacutephalopodes

renferme outre la meacutelanine un pigment fonceacute libeacutereacute par les meacutelanosomes (organites secreacuteteacutes par des

cellules de grande taille les meacutelanocytes) de lrsquoalanine de la leucine de lrsquoacide aspartique de lrsquoacide

glutamique de lrsquohydroxyproline de la glycine beacutetaiumlne de lrsquohomarine et de la taurine (voir Tableau 5)

Tableau 5 certains pigments de lrsquoencre seiche

Alanine

Leucine

Acide aspartique

Acide glutamique

Hydroxyproline

Glycinebeacutetaiumlne

Homarine

Taurine

La synthegravese de la meacutelanine ayant lieu agrave partir de la tyrosine via la dopa (gracircce agrave la tyrosinase) et la

dopaquinone (voir Figure10) il nrsquoest pas surprenant de trouver aussi tous ces composeacutes dans lrsquoencre

de seiche On trouve enfin eacutegalement un peu de TMAO (oxyde de trimeacutethylamine)

Figure10 synthegravese de la meacutelanine

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 33: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Cette encre tregraves fonceacutee lorsqursquoelle sort de la poche de la seiche pacirclit avec le temps pour donner un

brun clair Elle est utiliseacutee en dessin (dessin agrave la seacutepia) soit directement soit leacutegegraverement dilueacutee On

peut aussi laisser seacutecher le liquide sortant de la poche pour reacutecupeacuterer le pigment solide que lrsquoon doit

dissoudre dans lrsquoeau au moment de lrsquoutilisation Certains ajoutent un peu de gomme arabique agrave cette

preacuteparation

Il existe aussi de laquo lrsquoencre seacutepia raquo qui nrsquoa rien agrave voir avec lrsquoanimal et qui est fabriqueacutee agrave partir de noix

de galle de checircne broyeacutees placeacutees dans lrsquoeau bouillies puis filtreacutees La teinte de cette encre peut se

rapprocher beaucoup de celle obtenue agrave partir de lrsquoencre de seiche

IV- Les encres et la seacutecuriteacute alimentaire

Pour marquer les carcasses de viandes lors des controcircles veacuteteacuterinaires dans les abattoirs ou les parties non

comestibles des fromages la croucircte par exemple on utilise des encres rouges brunes ou bleues Ces

encres sont des solutions hydro-alcooliques de colorants le rouge allura AC deacutesigneacute par le code E129 le

brun alimentaire 3 (code E 155) le bleu brillant FCF (code E133) ou le bleu patenteacute V (code E 131) (voir

Tableau 6) Les encres brunes ou rouges sont reacuteserveacutees agrave lrsquoestampillage des viandes deacuteclareacutees bonnes agrave

la consommation par les services veacuteteacuterinaires et au tampon apposeacute par lrsquoabattoir on badigeonne les

viandes reconnues impropres agrave la consommation drsquoencre bleue

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

60

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 34: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Tableau 6 Exemples drsquoencres utiliseacutes dans le domaine alimentaire

Rouge allura AC

ou

rouge alimentaire 17

E129

Brun alimentaire 3

E 155

Bleu brillant FCF

ou

Bleu xylegravene VSG

ou

Erioglaucine

E 133

Bleu patenteacute V

E 131

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 35: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Chapitre 3 LE SECHAGE DES

ENCRES

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 36: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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I- Introduction

Le principe de lrsquoimpression est dapporter un liquide plus ou moins visqueux sous forme drsquoune couche

tregraves mince au contact drsquoun support Les composants du film ainsi formeacute doivent agrave la fois assurer une

bonne coheacutesion du film sec apregraves seacutechage et une bonne adheacuterence au support

Comment se fait le seacutechage de telles encres

Si le support est absorbant les distillats peacutetroliers srsquoinfiltrent par capillariteacute les reacutesines dures se

deacuteposent et les huiles veacutegeacutetales insatureacutees eacuteventuellement preacutesentes se polymeacuterisent par oxydation agrave

lrsquoair

Si le support est peu absorbant comme crsquoest le cas par exemple pour le papier coucheacute les distillats

peacutetroliers ne peuvent pas srsquoinfiltrer et le seacutechage se fait par polymeacuterisation des huiles par oxydation agrave

lrsquoair

La composition des encres destineacutees agrave un support absorbant va privileacutegier les distillats peacutetroliers par

rapport aux huiles veacutegeacutetales et crsquoest le contraire pour les supports qui absorbent peu

Dans un souci de reacuteduire lrsquoeacutemission de COV (composeacutes organiques volatils) des encres pour machine

offset dites encres UV ont eacuteteacute mises au point Elles contiennent essentiellement

Un pigment

des preacutepolymegraveres (Ce sont des moleacutecules qui contiennent des insaturations et qui ne

sont pas totalement polymeacuteriseacutees reacutesines acrylatemeacutethacrylate ou des reacutesines

polyesters insatureacutees) des monomegraveres et des oligomegraveres

Des photo-amorceurs (geacuteneacuterateurs de radicaux) comme la benzopheacutenone

Le seacutechage se fait par insolation par des UV qui fournissent lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la polymeacuterisation

radicalaire Il se forme un film dur en surface

Il nrsquoy a aucun solvant peacutetrolier aucune odeur et le seacutechage est rapide Les pigments de cette encre doivent

reacutesister aux UV ce qui nrsquoest pas le cas dans les encres quickset ou heatset

Le meacutecanisme de seacutechage est un processus physique ou chimique mais le plus souvent sera un subtil

compromis entre les deux Il doit avoir lieu le plus rapidement possible apregraves la deacutepose du film sur le

support Les composants de lencre permettent de reacuteguler son seacutechage en surface ou agrave cœur

Les diffeacuterents processus de seacutechage vont permettre de distinguer les cateacutegories drsquoencres Notons

eacutegalement que les diffeacuterents processus et leur combinaison permettent drsquooptimiser cette phase pour

srsquoadapter ainsi aux supports et aux conditions environnantes pour finalement reacutepondre aux exigences du

produit fini

II- Le seacutechage physique

Le seacutechage physique est encore appeleacute seacutechage par infiltration Lrsquoencre deacuteposeacutee sur un support poreux

peacutenegravetre dans ses interstices Plus exactement le veacutehicule de lrsquoencre srsquoinfiltre entre les fibres du papier par

capillariteacute laissant en surface les pigments En reacutealiteacute ce film drsquoencre ne segraveche pas vraiment il perd juste

sa fluiditeacute Temps de seacutechage 3 minutes

Ces encres sont de type coldset utiliseacutees principalement sur les rotatives de presse Chacun peut faire

lrsquoexpeacuterience du doigt qui noircit lorsqursquoon le frotte sur un journal

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

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wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

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httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

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httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

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wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 37: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Ces encres ont une composition simplifieacutee des pigments sont disperseacutes dans un veacutehicule peu eacutelaboreacute Ce

sont donc des encres peu coucircteuses Elles existent depuis peu en version waterless utiliseacutees sur la

Cortina de KBA nouveauteacute deacutecouverte agrave la Drupa en mai 2000 dont la commercialisation est preacutevue en

2002

III- Le seacutechage chimique

Le seacutechage chimique est encore appeleacute seacutechage par oxydo-polymeacuterisation Le veacutehicule contenu dans

lrsquoencre au contact de lrsquooxygegravene de lrsquoair et agrave tempeacuterature ambiante polymeacuterise pour former un film

laquo sec raquo de rigiditeacute variable

Les eacuteleacutements susceptibles de polymeacuteriser sont des huiles veacutegeacutetales insatureacutees (huiles siccatives)

employeacutees telles quelles ou modifieacutees sous forme de reacutesines syntheacutetiques En preacutesence de lrsquooxygegravene de

lrsquoair les insaturations provoquent une polymeacuterisation de type radicalaire qui peut ecirctre tregraves longue (de 8 agrave

24 heures) Ces reacuteactions peuvent ecirctre acceacuteleacutereacutees par lrsquoajout de siccatifs geacuteneacuteralement des sels

meacutetalliques ou parfois par la chaleur (seacutecheurs infrarouges)

Il faut noter qursquoen pratique cette reacuteaction se poursuit longtemps et qursquoelle entraicircne la perte progressive de

la souplesse du film de son brillant et donc son vieillissement

Dautre part dans les reacuteactions de polymeacuterisation des sous-produits doxydation se forment comme

certains aldeacutehydes ceacutetones et acides carboxyliques Ces sous-produits geacutenegraverent parfois des odeurs qui

empecircchent lutilisation de certaines de ces encres dans le domaine de lemballage alimentaire

IV- Le seacutechage mixte

Le seacutechage mixte encore appeleacute seacutechage quickset associe infiltration et oxydo-polymeacuterisation Ce

mode de seacutechage est le plus courant dans lrsquoimpression sur les machines agrave feuilles ougrave le seacutechage par

oxydo-polymeacuterisation est combineacute au seacutechage par infiltration On utilise des encres quickset qui peut

ecirctre formuleacutees pour le proceacutedeacute waterless

Il srsquoagit drsquoun eacutequilibre entre les deux modes de seacutechage le veacutehicule de lrsquoencre est composeacute de solvants et

de reacutesines stables pendant lrsquoimpression mais qui se seacuteparent sur le support Les composants fluides

peacutenegravetrent par infiltration dans ce support laissant en surface un composeacute relativement sec et mou qui va

subir un seacutechage par oxydo-polymeacuterisation

Avec ce principe le seacutechage des impressions par superposition de couleurs est tregraves influenceacute par les

premiegraveres couches deacuteposeacutees

La preacutesence de seacutecheurs IR (infrarouge) permet dacceacuteleacuterer linfiltration et loxydo-polymeacuterisation par

apport de chaleur Les seacutecheurs sont constitueacutes de tubes de quartz accoleacutes dont le rayonnement utile est de

08 agrave 2 mm La consommation de ces seacutecheurs est assez eacuteleveacutee car la puissance de chaque lampe est de 1

agrave 2 kW et quun panneau neacutecessite une dizaine de lampes La dureacutee des lampes est relativement longue

(10000 heures) par rapport aux lampes UV (1500 heures) et leur rendement eacutenergeacutetique est drsquoenviron

60

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 38: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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V- Le seacutechage thermique

Ce mode de seacutechage encore appeleacute seacutechage heatset combine le seacutechage par infiltration et le seacutechage

par eacutevaporation Les solvants volatils contenus dans le veacutehicule de ces encres laquo heatset raquo sont

partiellement absorbeacutes par le support (10 agrave 20 des solvants) la majeure partie (80-90 ) eacutetant eacutevaporeacutee

lors du passage dans le four sous une circulation drsquoair chaud de 100 agrave 200 degC Ces encres peuvent ecirctre

aussi formuleacutees en version waterless

Ces encres sont employeacutees pour les impressions sur rotatives lorsque les vitesses drsquoimpression neacutecessitent

un seacutechage presque instantaneacute sans risque de maculage

Les seacutecheurs agrave air chaud utilisent du gaz (butane propane gaz naturel ou GPL) ou du fioul pour fournir

de lair dans plusieurs caissons successifs Ils sont en geacuteneacuteral tregraves longs dautant plus que les machines

sont rapides Les sous-produits du seacutechage (solvants) sont extraits et doivent ecirctre eacutelimineacutes pour ne pas

ecirctre rejeteacutes dans latmosphegravere Cette eacutetape deacutepuration peut se faire par lintermeacutediaire deacutepurateurs

catalytiques ou thermiques Actuellement certains fournisseurs proposent des solutions inteacutegrant le

seacutechage et lrsquoeacutepuration thermique reacutecupeacuterative ou reacutegeacuteneacuterative

La quantiteacute de chaleur neacutecessaire au seacutechage du support imprimeacute deacutepend de la nature du support et

surtout de sa porositeacute qui deacutefinit sa part dabsorption mais aussi de son grammage et de son taux

dhumiditeacute Elle deacutepend eacutegalement de la quantiteacute de solution de mouillage deacuteposeacutee sur le support lors de

limpression Lefficaciteacute du seacutecheur deacutepend quant agrave lui de ses caracteacuteristiques techniques et du gaz utiliseacute

(celui-ci est majoritairement du gaz de ville mais certaines imprimeries ny ayant pas accegraves le gaz est

alors du propane butane ou GPL stockeacute dans des cuves) En effet du fait que la capaciteacute calorifique du

gaz varie lefficaciteacute du seacutecheur varie eacutegalement

VI- Le seacutechage par rayonnement UV

Il concerne des encres dont le film se solidifie par action de rayonnement UV (ultraviolet) ou EB

(Electron Beam ndash faisceaux drsquoeacutelectrons) sur certains composeacutes du veacutehicule Ces rayonnements agissent

de diffeacuterentes maniegraveres

VI1 Les encres UV

Ces encres polymeacuterisent par action du rayonnement UV sur les photo-amorceurs contenus dans le

veacutehicule de lrsquoencre La polymeacuterisation a lieu par voie radicalaire ou plus marginalement par voie

cationique Ces systegravemes ont pour grand avantage drsquoecirctre tregraves rapides et de fournir un film drsquoencre durci en

sortie de machine Ces encres sont tregraves utiliseacutees dans le secteur de lemballage pour lrsquoimpression

drsquoeacutetiquettes ou encore sur des supports tregraves fermeacutes (type PVC papiers coucheacutes ou supports papiers deacutejagrave

imprimeacutes en plusieurs couleurs donc fermeacutes eacutegalement) Ces systegravemes sont tregraves utiliseacutes eacutegalement pour le

vernissage des impressions

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 39: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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VI2 Les seacutecheurs UV

Les seacutecheurs UV peuvent ecirctre disposeacutes entre les diffeacuterents groupes de la machine ou en fin de machine

Le rayonnement UV utile pour le seacutechage des encres est compris entre 220 et 440 nm issu de lampes

regroupeacutees parfois en panneaux (un seacutecheur sera constitueacute de 1 agrave 4 lampes) Sur rotative on peut trouver

ainsi 4 agrave 10 tubes au total

Les lampes classiques sont constitueacutees de tubes de quartz contenant un gaz inerte et du mercure les plus

courantes eacutetant des lampes agrave vapeur de mercure polychromatiques agrave moyenne ou haute pression Leur

forme et principe de fonctionnement ont beaucoup eacutevolueacute ces derniegraveres anneacutees pour obtenir une meilleure

efficaciteacute en intensiteacute (seacutelection des longueurs dondes) Des reacuteflecteurs paraboliques ou elliptiques sont

notamment installeacutes pour renvoyer les rayons sur le support imprimeacute Par ailleurs sur tout le spectre de la

lampe eacutemis seulement 13 de la puissance fournie agrave une lampe est transformeacutee en rayonnement UV les

23 restants sont transformeacutes en lumiegravere visible et surtout en chaleur (infrarouge) La part dinfrarouge

provoque notamment un eacutechauffement du support il est donc preacutefeacuterable dajouter un systegraveme de

refroidissement ce qui augmente les consommations eacutelectriques Enfin lensemble de linstallation doit

ecirctre correctement ventileacute pour dune part assurer un refroidissement et dautre part eacuteliminer lozone formeacute

pendant la phase damorccedilage des reacuteactions de polymeacuterisation

Les lampes ont une puissance lineacuteaire 80-120 Wcm le plus couramment 80 Wcm Leur dureacutee de vie est

denviron de 1000-1500 heures suivant lutilisation qui en est faite Leur longueur peut varier denviron 30

agrave 120 cm Agrave titre dexemple il faut environ 1200 Wcm pour seacutecher une bande imprimeacutee agrave une vitesse de

300min dont lencre contiendrait de 3 agrave 8 de photoamorceurs

Un autre type de lampe a eacuteteacute deacuteveloppeacute ces derniegraveres anneacutees les lampes monochromatiques Excimer Au

contraire des lampes agrave vapeur de mercure celles-ci eacutemettent autour de 308 nm ce qui signifie quil faut

optimiser le photoamorceur pour quil absorbe au mieux agrave ces longueurs donde Une autre contrainte est

latmosphegravere qui doit contenir tregraves peu doxygegravene Par contre leur inteacuterecirct reacuteside dans le fait quil ny a pas

besoin de chauffer deacutelectrode dans le tube de quartz donc le tube reste froid Avec ce type de lampe les

besoins en seacutechage pour une bande dimprimeacute agrave une vitesse de 400 mmin sont seulement de 100 Wcm

De plus cette puissance est largement en dessous de la puissance que lon peut obtenir avec ce type de

lampe

Les seacutecheurs UV en raison du vieillissement des lampes demandent un entretien reacutegulier pour que le

seacutechage de lencre se fasse correctement

VII- Le seacutechage par rayonnement EB

VII1 Les encres EB

Ces encres (EB = Electron Beam) ont un veacutehicule qui ne neacutecessite pas de photoamorceur puisque

lrsquoeacutenergie des faisceaux drsquoeacutelectrons est dans ce cas suffisante pour creacuteer les radicaux libres neacutecessaires agrave la

polymeacuterisation Ce type drsquoencres est employeacute principalement sur des rotatives imprimant du carton ou du

papier coucheacute dans le secteur de lemballage

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

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wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 40: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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VII2 Les seacutecheurs EB

Le principe de fonctionnement (systegraveme agrave rideau) de ces seacutecheurs est baseacute sur une eacutemission deacutelectrons

produits par un ou plusieurs filaments de tungstegravene chauffeacutes par un courant eacutelectrique dans un vide

pousseacute Un dispositif eacutelectromagneacutetique de haute tension permet ensuite dacceacuteleacuterer ces eacutelectrons et de les

focaliser vers le support agrave travers une fente Plus lacceacuteleacuteration est forte plus la profondeur de peacuteneacutetration

des eacutelectrons est importante Ceci permet de seacutecher des eacutepaisseurs dencre plus importantes encore quen

UV (jusquagrave 500 mm pour lEB contre 150 mm environ pour lUV) Lensemble est disposeacute sous

atmosphegravere inerte et sous blindage pour eacuteviter la diffusion des rayons X geacuteneacutereacutes dans latelier

La puissance de ces seacutecheurs a eacuteteacute consideacuterablement reacuteduite ces derniegraveres anneacutees pour passer de

plusieurs MEV (Meacutega Electrons Volts) agrave quelques centaines de KEV (Kilo Electrons Volts)

Toutefois le coucirct des installations rend cette technique peu utilisable elle est donc tregraves peu reacutepandue en

Europe Aux Eacutetats-Unis elle est employeacutee dans le secteur de lemballage plus speacutecifiquement lemballage

alimentaire

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 41: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Chapitre 4 UTILISATION DES

ENCRES DANS LES IMPRIMANTES

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 42: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Lrsquoimprimerie est un gros utilisateur drsquoencres Les techniques utiliseacutees sont diverses et ne neacutecessitent pas

toutes le mecircme type drsquoencre

Les imprimantes ont eacuteteacute conccedilues degraves lrsquoapparition des premiers ordinateurs pour permettre la consultation

et la conservation sur support papier des reacutesultats produits par les programmes informatiques En effet agrave

lrsquoeacutepoque des premiers calculateurs les eacutecrans nrsquoexistaient pas encore et les meacutethodes de stockage de

lrsquoinformation eacutetaient tregraves rudimentaires et tregraves coucircteuses

Figure 11 Imprimante agrave jet drsquoencre Figure 12 Imprimante laser

Avec le temps les imprimantes ont eacutenormeacutement eacutevolueacute dans leur meacutethode drsquoimpression et de traction du

papier mais eacutegalement dans leur qualiteacute drsquoimpression leur encombrement et leur coucirct

Lrsquoinformatisation massive des entreprises les projets de laquo deacutemateacuterialisation raquo et les eacuteconomies

escompteacutees par le laquo zeacutero papier raquo nrsquoont pas supprimeacute les imprimantes et lrsquousage du papier comme support

drsquoinformation

I- Impression couleur

Limpression couleur est reacutealiseacutee agrave laide de trois encres de couleurs diffeacuterentes chaque encre ayant la

proprieacuteteacute dabsorber une couleur (Rouge vert ou bleu)

bull Cyan Cette encre absorbe la couleur rouge

bull Magenta Cette encre absorbe la couleur verte

bull Jaune Cette encre absorbe la couleur bleue

Si on utilise en quantiteacutes eacutegales de lencre cyan et de lencre jaune les couleurs rouge et bleue seront

absorbeacutees la tacircche dencre apparaicirctra verte

En dosant les quantiteacutes dencre utiliseacutees on arrive agrave obtenir toute la gamme de couleurs Le noir peut ecirctre

obtenu de deux maniegraveres soit en utilisant les encres Cyan Magenta et jaune (Solution tregraves coucircteuse) soit

en utilisant une encre noire placeacutee dans une reacuteserve dencre seacutepareacutee

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42

Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 43: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

FST de Beni Mellal PFE laquo Les Encres raquo Mourad RAHOUI 2013- 2014 Page 42

42

Figure 13 formule chimique de pigment

cyan

Figure 14 formule chimique de pigment

magenta

Figure 15 formule chimique de pigment

jaune

Figure 16 scheacutema expliquant les couleurs

obtenu si on fait meacutelanger les encres cyan

magenta et jaune

II- Les diffeacuterents types de proceacutedeacutes dimpression

Lrsquoimpression est une technique qui permet de transfeacuterer une image sur des mateacuteriaux divers (papier

carton film plastiquehellip) Lrsquoimage repreacutesenteacutee sur un support meacutecanique (le clicheacute) est transfeacutereacutee par

lrsquointermeacutediaire drsquoune encre qui geacuteneacuteralement un liquide va ecirctre transformeacutee en un film solide sur le

mateacuteriau agrave imprimer

On distingue plusieurs proceacutedeacutes drsquoimpression la flexographie lrsquoheacuteliogravure lrsquooffset la seacuterigraphie A

ceux-ci on peut ajouter des proceacutedeacutes divers bien souvent eacutemergents comme lrsquoeacutelectrophotographie le jet

drsquoencre ou le transfert thermique

Le choix drsquoun proceacutedeacute est en fonction

Du type de mateacuteriaux utiliseacute (papier coucheacute ou non carton film plastique meacutetal etc)

De la qualiteacute de lrsquoimage souhaiteacutee

Du nombre drsquoexemplaire agrave reproduire

Du mateacuteriel disponible et des habitudes

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

FST de Beni Mellal PFE laquo Les Encres raquo Mourad RAHOUI 2013- 2014 Page 48

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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49

continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

FST de Beni Mellal PFE laquo Les Encres raquo Mourad RAHOUI 2013- 2014 Page 50

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 44: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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III- Le proceacutedeacute drsquoimpression offset

III1 Introduction

Inventeacute en 1796 par Senefelder appeleacute alors lithographie (du grec lithos pierre) ce proceacutedeacute eacutetait baseacute

sur la reacutepulsion de lrsquoencre par les zones de la surface qui eacutetaient humidifieacutees et leacutetalement de cette mecircme

encre sur les zones segraveches Aujourdrsquohui ce proceacutedeacute a beaucoup eacutevolueacute du point de vue technique mais le

principe de base reste identique

III2 Le proceacutedeacute

Figure 17 scheacutema des proceacutedeacutes offset

conventionnel et Waterless

Le proceacutedeacute offset tient son nom de la

preacutesence drsquoune surface intermeacutediaire entre la

forme imprimante et le support le blanchet

Ce dernier est un mateacuteriau caoutchoutique

destineacute agrave reporter (en anglais to set off)

lrsquoimage de la plaque au support Crsquoest un

proceacutedeacute que lrsquoon classe parmi les proceacutedeacutes

drsquoimpression indirects

III21Loffset conventionnel

Le proceacutedeacute offset conventionnel est un proceacutedeacute drsquoimpression planographique agrave la diffeacuterence drsquoautres

proceacutedeacutes comme lrsquoheacuteliogravure ou la flexographie sa forme imprimante est plane La diffeacuterence de

profondeur entre les zones imprimantes et les zones non-imprimantes est de lrsquoordre du micromegravetre De ce

fait ce nrsquoest pas un pheacutenomegravene physique qui seacutepare les zones imprimantes des zones non-imprimantes

(lrsquoencre remplit des creux ou se place sur des reliefs) mais un pheacutenomegravene physico-chimique le principe

de base de lrsquooffset humide repose sur la reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre

La plaque est traiteacutee au preacutealable de sorte que les zones imprimantes soient hydrophobes (chassent lrsquoeau)

et les zones non-imprimantes hydrophiles (attirent lrsquoeau) Cette plaque en geacuteneacuteral agrave base drsquoaluminium

est graineacutee et anodiseacutee pour bien capter lrsquoeau dans les zones non-imprimantes puis elle est recouverte

drsquoune fine couche de polymegravere sur les zones imprimantes

Le principe de ce proceacutedeacute consiste alors agrave deacuteposer la solution de mouillage contenant une grande majoriteacute

drsquoeau sur les zones non-imprimantes et lencre sur les zones imprimantes

En pratique il ny a pas reacutepulsion totale entre la solution de mouillage et lencre Pour quil y ait un bon

transfert il est indispensable quune certaine quantiteacute de solution de mouillage peacutenegravetre dans lencre Cest

donc une eacutemulsion de solution de mouillage dans lencre qui se forme au niveau des toucheurs-encreurs

FST de Beni Mellal PFE laquo Les Encres raquo Mourad RAHOUI 2013- 2014 Page 44

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 45: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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derniers rouleaux du systegraveme dencrage en contact avec la plaque De la mecircme faccedilon en pratique la

solution de mouillage seacutetale un peu tregraves difficilement sur les zones imprimantes

Lors de limpression la solution de mouillage se place tregraves aiseacutement sur les zones non-imprimantes de la

plaque et plus difficilement sur les zones imprimantes Aussi lorsque lencre vient seacutetaler sur la plaque

mouilleacutee elle est repousseacutee par les zones non-imprimantes tandis que sur les zones imprimantes elle a

beaucoup plus de faciliteacute agrave seacutetaler

Tout lrsquoart de ce proceacutedeacute consiste donc agrave trouver et agrave maintenir leacutequilibre entre la solution de mouillage et

lrsquoencre de faccedilon agrave ce qursquoil nrsquoy ait ni trop ni trop peu de lrsquoun ou lrsquoautre de ces composants car un excegraves

peut conduire irreacutemeacutediablement agrave de gros deacutefauts dimpression

III22 Loffset waterless

Loffset waterless est une exception agrave ce principe Il est appeleacute offset du fait de la preacutesence dun

blanchet intermeacutediaire pour reporter lencre et waterless du fait de labsence de solution de mouillage

Le principe de reacutepulsion entre la solution de mouillage et lencre est remplaceacute par la reacutepulsion entre la

silicone et lrsquoencre la silicone eacutetant le composeacute de la plaque constitutif des zones non-imprimantes Dans

ce cas lrsquoencre se place sur les zones non-siliconeacutees qui sont leacutegegraverement en creux Dans ce proceacutedeacute la

difficulteacute consiste agrave maintenir la viscositeacute des encres stable au cours du tirage ce qui est faciliteacute par la

preacutesence drsquoun systegraveme de refroidissement (circulation deau ou lame dair) des cylindres drsquoencrage ouet

du cylindre porte-plaque

III3 Les eacuteleacutements du proceacutedeacute offset

Pour imprimer un support en offset il faut les diffeacuterents eacuteleacutements suivants

une presse dont le systegraveme central dimpression comprend un cylindre porte-plaque un

cylindre porte-blanchet et un cylindre de contre-pression un systegraveme de mouillage et un systegraveme

drsquoencrage

des consommables support (papier carton plastiquehellip) solution de mouillage blanchet

et encre

Figure 18 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en offset

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45

III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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50

En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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51

CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 46: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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III31 Les presse

Elles se divisent en deux grandes cateacutegories les presses agrave feuilles et les rotatives agrave bobines Leurs

configurations sont tregraves variables en capaciteacute de production et en formats

Les presses agrave feuilles sont destineacutees agrave des tirages de lrsquoordre de quelques milliers agrave quelques dizaines de

milliers de feuilles alors que les rotatives sont rentables pour les tirages plus eacuteleveacutes

Les rotatives sont cependant moins souples en termes de variations de format et sont limiteacutees aux

supports peu eacutepais

III32 Les consommables

a) La solution de mouillage

La solution de mouillage a pour principales fonctions de proteacuteger les zones non-imprimantes de la

plaque et de srsquoeacutemulsionner dans lrsquoencre Elle est composeacutee en grande partie drsquoeau (de 77 agrave 98 )

additionneacutee drsquoalcool isopropylique (ou substituts 5 agrave 20 ) et drsquoun additif (2 agrave 3 )

Lrsquoalcool isopropylique a pour fonction de faciliter le mouillage de la plaque daugmenter la viscositeacute

de la solution de mouillage drsquoameacuteliorer lrsquoeacutemulsionnement de lrsquoencre Son eacutevaporation permet de refroidir

les rouleaux en maintenant les caracteacuteristiques de leacutemulsion

Lrsquoadditif est destineacute agrave stabiliser le pH de la solution agrave reacuteduire la tension superficielle agrave empecirccher le

deacuteveloppement des bacteacuteries et autres micro-organismes ainsi que le deacutepocirct de sels insolubles Il doit

eacutegalement jouer un rocircle anticorrosif et anti-mousse

b) Le papier

Le papier support drsquoimpression doit eacutevidemment recevoir lrsquoencre sur sa surface lrsquoabsorber sans excegraves

pour maintenir un aspect visuel drsquointensiteacute et de brillance Sa composition joue un rocircle dans les

interactions encre-papier ce qui va deacuteterminer non seulement le rendu final de lrsquoimpression mais

eacutegalement lrsquoaptitude au deacutesencrage du support Ainsi un papier dit coucheacute aura un meilleur rendu apregraves

impression Un papier non coucheacute contiendra dans sa masse des eacuteleacutements destineacutes agrave empecirccher une trop

grande absorption drsquoeau pour favoriser le seacutechage des encres et ne pas deacuteformer les papiers (tuilage) ainsi

que des constituants modifiant sa blancheur et son opaciteacute

c) Le blanchet

Le blanchet joue un rocircle essentiel dans le transfert de lrsquoimage qui peut se faire gracircce agrave son caractegravere

eacutelastique Il doit en effet eacutepouser les irreacutegulariteacutes du papier en eacutetant peu sensible agrave son abrasion En outre

il protegravege la plaque de labrasion Il doit aussi absorber des variations drsquoeacutepaisseurs (passage de deux ou

plusieurs feuilles)

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46

IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

FST de Beni Mellal PFE laquo Les Encres raquo Mourad RAHOUI 2013- 2014 Page 47

47

Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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48

photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

FST de Beni Mellal PFE laquo Les Encres raquo Mourad RAHOUI 2013- 2014 Page 49

49

continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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52

Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 47: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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IV- Proceacutedeacute de Flexographie

La flexographie est un proceacutedeacute en relief dans

lequel la forme imprimante est un

photopolymegravere flexible Ce proceacutedeacute a trouveacute

une application tregraves importante dans le

domaine de lrsquoemballage en particulier gracircce

aux avantages qursquooffre la forme imprimante

souple (possibiliteacute drsquoimprimer des supports

ayant des eacutetats de surface de qualiteacute

moyenne) Ce proceacutedeacute est eacutegalement utiliseacute

pour lrsquoimpression de certains quotidiens

avec des encres agrave lrsquoeau

Lrsquoencre est drsquoabord deacuteposeacutee sur les reliefs du

clicheacute agrave lrsquoaide drsquoun cylindre encreur graveacute

Puis lrsquoimage est transfeacutereacutee sur le mateacuteriau agrave

imprimer par pression de celui-ci sur le

clicheacute gracircce agrave un cylindre de contre-

pression

Figure 19 Scheacutema de principe dun groupe

imprimant en flexographie

V- Proceacutedeacute de lrsquoHeacuteliogravure

Figure 20 Scheacutema de principe dun

groupeimprimant en heacuteliogravure

Lrsquoheacuteliogravure est le proceacutedeacute

particuliegraverement bien adapteacute aux tregraves longs

tirages ougrave une haute qualiteacute de reproduction

est exigeacutee

Crsquoest un proceacutedeacute en creux dans lequel lrsquoencre

est transfeacutereacutee depuis un cylindre de cuivre

graveacute directement sur le support

Lrsquoheacuteliogravure utilise une forme imprimante

constitueacutee par un cylindre meacutetallique graveacute

Lors de lrsquoimpression lrsquoencre est deacuteposeacutee

dans les alveacuteoles de la gravure puis le

mateacuteriau agrave imprimer est presseacutee entre le

cylindre graveacute et le cylindre drsquoimpression

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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48

photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

FST de Beni Mellal PFE laquo Les Encres raquo Mourad RAHOUI 2013- 2014 Page 51

51

CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 48: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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Les applications de lrsquoheacuteliogravure sont tregraves diverses publication de catalogues de VPC de tickets

emballages Les supports drsquoimpression utiliseacutes sont par conseacutequent tregraves varieacutes papiers et cartons mais

aussi films polymegraveres emballages souples papiers deacutecoratifs

Ce proceacutedeacute est reacuteserveacute agrave la reacutealisation de grandes seacuteries

VI- Proceacutedeacute de la seacuterigraphie

VI1 Description succincte du proceacutedeacute et ses applications

En seacuterigraphie le transfert drsquoencre se fait suivant le principe du stencil on force lrsquoencre agrave passer au

travers drsquoun eacutecran sur le support par pression agrave lrsquoaide drsquoune racirccle Cet eacutecran preacutealablement preacutepareacute

suivant des meacutethodes de masquage laisse peacuteneacutetrer lrsquoencre dans les zones imprimantes et la bloque au

niveau des zones non imprimantes Lrsquoeacutepaisseur de lrsquoencre deacuteposeacutee sur le support deacutepend de la pression et

de lrsquoangle de la racirccle ainsi que de la finesse de lrsquoeacutecran Crsquoest avec ce proceacutedeacute qursquoil est possible de deacuteposer

les eacutepaisseurs drsquoencre les plus eacuteleveacutees (jusqursquoagrave plusieurs dizaines de micromegravetres) La seacuterigraphie permet

donc drsquoimprimer une tregraves grande varieacuteteacute de supports et drsquoobjets et est utiliseacutee dans des applications aussi

varieacutees que lrsquoemballage (en particulier lrsquoimpression de reacutecipients en polymegraveres) les affiches grand

format lrsquoimpression de textiles lrsquoimpression de circuits eacutelectriques Par contre ce proceacutedeacute est

relativement lent Il est donc mieux adapteacute aux courts tirages

VI2 Caracteacuteristiques geacuteneacuterales des encres pour la seacuterigraphie

Compte tenu du proceacutedeacute drsquoimpression les encres pour la seacuterigraphie ne doivent pas contenir de solvants

tregraves volatils Par ailleurs pour que le transfert drsquoencre soit bien controcircleacute lrsquoencre doit posseacuteder une

viscositeacute minimale (15 agrave 2 Pa middot s au moins) et une contrainte de seuil drsquoeacutecoulement non neacutegligeable

Lrsquoeacutepaisseur drsquoencre deacuteposeacutee est geacuteneacuteralement plus eacuteleveacutee qursquoavec les autres proceacutedeacutes drsquoimpression le

seacutechage peut donc ecirctre critique Les modes de seacutechage utiliseacutes sont lrsquoeacutevaporation de solvant ou de plus en

plus freacutequemment la photopolymeacuterisation

Figure 21 Scheacutema de principe dun groupe imprimant en seacuterigraphie

VII- Proceacutedeacute de lrsquoeacutelectrophotographie

Lrsquoeacutelectrophotographie est avec le jet drsquoencre le plus important proceacutedeacute drsquoimpression numeacuterique Dans ce

proceacutedeacute une image latente (intermeacutediaire et provisoirement invisible) est formeacutee sur un cylindre revecirctu

drsquoun mateacuteriau photoconducteur Ce photoconducteur est isolant dans lrsquoobscuriteacute Il subit une preacutecharge

uniforme puis sous lrsquoeffet drsquoun rayon lumineux certaines zones du photoconducteur sont deacutechargeacutees

Lrsquoimage latente ainsi formeacutee est reacuteveacuteleacutee gracircce agrave un toner (poudre) de charge opposeacutee agrave celle du

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 49: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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photoconducteur Lrsquoimage deacuteveloppeacutee est ensuite transfeacutereacutee sur le support drsquoimpression ougrave elle est fixeacutee

sous lrsquoeffet drsquoune eacuteleacutevation de tempeacuterature (jusqursquoagrave 120-140degC) les particules de toner passent agrave lrsquoeacutetat

de fluide visqueux ce qui permet leur eacutetalement et suivant leurs proprieacuteteacutes physico-chimiques leur

adheacutesion sur le support Le principe de ce proceacutedeacute est deacutecrit en deacutetail dans les reacutefeacuterences

VIII- Proceacutedeacute drsquoimpression jet drsquoencre

VIII1 Introduction

Le jet dencre est une technique preacutesente dans de nombreux secteurs de lindustrie La notion de jet dencre

est souvent associeacutee agrave la bureautique personnelle mais il convient eacutegalement de penser agrave lagroalimentaire

ou agrave limpression des eacutetiquettes de routage en fait tout ce qui relegraveve du codage industriel est reacutealiseacute

gracircce au jet dencre

Bizarrement cette technique possegravede uniquement une image de moderniteacute et de technique davenir alors

que ses origines remontent agrave la fin du dix-huitiegraveme siegravecle en France Les regravegles de base telles quelles sont

encore suivies aujourdhui ont eacuteteacute eacuterigeacutees degraves 1890 par M Rayleigh chercheur agrave Cambridge Le mateacuteriel

que nous utilisons aujourdhui na cependant eacuteteacute mis au point que dans les anneacutees 60 Quelle que soit la

technique mise en œuvre limage est geacuteneacutereacutee sans quil y ait dimpact sur le support Le principe de base

est de projeter et diriger des petites gouttes dencre agrave laide dun ordinateur Il existe deux grandes familles

de techniques dimpression agrave jet dencre

Le jet continu (CIJ ContinuousInk Jet)

La goutte agrave la demande (DOD Drop On Demand)

VIII2 Les diffeacuterentes techniques

VIII21 Le jet continu

Le systegraveme le plus simple est le jet continu On force lencre sous pression (3105 Pa) agrave passer agrave travers

une ou plusieurs buses Ainsi ce qui est agrave la base un jet liquide se transforme en un flux de gouttelettes

dont la taille et la freacutequence deacutependent principalement de la tension de surface du liquide de la pression

appliqueacutee et de la taille de la buse Afin dobtenir des tailles et des espaces entre gouttes les plus reacuteguliers

possibles on envoie en fait des impulsions de pression reacuteguliegraveres

Pour cela on peut alimenter en courant alternatif haute freacutequence (jusquagrave 1 MHz) un cristal pieacutezo-

eacutelectrique en contact avec lencre On geacutenegravere ainsi un jet de gouttelettes qui pour sa part avance agrave une

vitesse comprise entre 5 et 20 m par seconde On obtient alors une ligne continue de points qui font

chacun trois fois la taille dune goutte

Pour que lon puisse imprimer un message agrave laide dune buse unique il faut que chaque goutte soit

controcircleacutee et dirigeacutee individuellement Pour cela on utilise leacutelectrostatique on place une eacutelectrode autour

du jet dencre agrave lendroit ougrave les gouttes se forment Le jet se charge par induction et chaque goutte porte

deacutesormais une charge dont la valeur deacutepend de la tension appliqueacutee Les gouttes passent ensuite entre

deux plaques deacuteflectrices chargeacutees de signe opposeacute et suivent alors une direction donneacutee lamplitude du

mouvement eacutetant proportionnelle agrave la charge porteacutee par chacune dentre elles Pour empecirccher les autres

gouttes datteindre le papier on les laisse non chargeacutees ainsi au lieu de se diriger vers le support elles

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49

continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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50

En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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51

CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencresechagehtml

Page 50: L. S. T. Chimie Analyse Contrôlesf4dd14d0292e3bb6.jimcontent.com/download/version... · Figure 12 : Imprimante laser _____41 Figure 13 : formule chimique de pigment cyan_____42

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continuent leur chemin sans ecirctre deacutevieacutees et vont directement dans un reacuteceptacle Lencre est alors filtreacutee et

peut ecirctre reacuteutiliseacutee

Les contraintes physiques concernant la taille utile des gouttes de la buse ainsi que la tension de surface

de lencre font quen pratique les freacutequences de formation des gouttes sont de lordre de 100 kHz 60 agrave

120000 gouttes sont formeacutees par seconde

Il est eacutegalement possible dutiliser des rangeacutees de buse formant chacune des colonnes de points Dans ce

cas ce sont les gouttes qui ne doivent pas arriver sur le support qui sont chargeacutees et conduites vers un

reacuteservoir Comme les gouttes imprimantes ne sont pas chargeacutees il ny a pas dinteraction eacutelectrostatique

entre gouttelettes voisines et les distances de vol sont identiques La technique est donc plus simple et

surtout plus rapide De plus elle offre un plus grand nombre de possibiliteacutes en termes de reacutesolution et de

sens dimpression Enfin le systegraveme Hertz est eacutegalement une forme de jet continu Il est caracteacuteriseacute par

lutilisation de buses extrecircmement petites et donc de gouttes extrecircmement fines Chaque point sur le

support est formeacute par un groupe de plusieurs de ces petites gouttes Il est alors possible dobtenir des

niveaux de gris en faisant varier le nombre de gouttelettes utiliseacute On obtient une qualiteacute dimpression

supeacuterieure agrave celle des autres techniques jets dencre

Globalement les avantages que procure la technologie du jet dencre continu sont consideacuterables

Flexibiliteacute numeacuterotation etou datage automatique informations speacutecifiques (poids prix etc)

Absence de contact impression sur surfaces non planes distance au support importante

Rapiditeacute du seacutechage de lencre 1 seconde ou moins

Vitesse eacuteleveacutee convoyage jusquagrave 3500 mmin et plus plus de 2200 cps tregraves rapide en multijet

Proceacutedeacute eacuteconomique

Mise en œuvre aiseacutee

VIII22 La goutte agrave la demande (DOD)

Cest la seconde cateacutegorie dimprimantes agrave jet dencre Elles sont geacuteneacuteralement plus simples et moins

chegraveres que le jet continu mais dans les applications industrielles elles sont souvent employeacutees pour

imprimer de grands caractegraveres

La technologie agrave impulsions est la base des imprimantes jet dencre utiliseacutees en bureautique Avec cette

meacutethode la pression dans le bac agrave encre nest pas maintenue constante mais est appliqueacutee quand un

caractegravere doit ecirctre formeacute Dans un systegraveme largement reacutepandu on trouve une rangeacutee de 12 buses ouvertes

chacune dentre elles activeacutee par un cristal pieacutezo-eacutelectrique On donne agrave lencre contenue dans la tecircte une

impulsion leacuteleacutement pieacutezo est contracteacute par une tension eacutelectrique qui provoque une diminution de

volume entraicircnant lexpulsion de la goutte par la buse Quand leacuteleacutement reprend sa forme initiale il

pompe dans le reacuteservoir lencre neacutecessaire pour de nouvelles impressions La rangeacutee de buses est ainsi

utiliseacutee pour geacuteneacuterer une matrice colonne de sorte quaucune deacuteflexion de goutte nest neacutecessaire Ainsi

les problegravemes de circulation et de reacutecupeacuteration des gouttes non-imprimantes ne se posent pas

Enfin il existe un systegraveme de jet dencre agrave impulsion dans lequel lencre est solide agrave tempeacuterature

ambiante La tecircte dimpression doit donc ecirctre chauffeacutee pour que lencre se liqueacutefie et puisse imprimer

Ceci permet un seacutechage rapide sur une gamme plus large de produits que les systegravemes conventionnels

Malheureusement limage qui est comme une forme solide en cire sur le support est fragile

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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CONCLUSION

Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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Reacutefeacuterences Webliographiques

wwwstylosfrhistoire_du_stylohtm

wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

www antickfreefrEducationEcolePlumesPlumesphp

httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencreeliminationhtml

httpgdelacruzfreefrMegaTechnoencrecompositionhtml

wwwfrwikipediaorgwikiEncre

httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

wwwsiubhanmegabyetnetrecetencrehtm

httplettres-medievalesover-blogcom15108958html

wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

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En fait tous les systegravemes de jet dencre agrave impulsions donnent une petite projection de gouttes dencre en

geacuteneacuteral trop petites pour des applications industrielles De plus les systegravemes buses ouvertes ne permettent

pas lemploi dencres agrave seacutechage rapide qui seacutecheraient ou durciraient dans les buses

Compareacutee agrave la meacutethode de jet dencre continu la meacutethode agrave la demande est plus limiteacutee en matiegravere de

vitesse dimpression de distance de jet et de performance de lencre En effet la vitesse du proceacutedeacute agrave la

demande est beaucoup plus faible que le proceacutedeacute continu De mecircme la distance de jet optimale est

beaucoup plus faible pour le DOD (de lordre du millimegravetre) que pour le CIJ (de lordre du centimegravetre) Si

on deacutepasse la distance optimale on est alors confronteacute agrave une forte perte de qualiteacute au niveau de

limpression obtenue Enfin en matiegravere de comportement de lencre lencre DOD est limiteacutee aux supports

absorbants alors que lencre CIJ permet limpression sur de nombreux supports fermeacutes La meacutethode agrave la

demande nest pas limiteacutee aux travaux de bureau on peut faire des reproductions en quadrichromie agrave des

reacutesolutions de 16 pointsmm avec cette technique On peut donc penser que cette technique pourrait

notamment ecirctre utiliseacutee pour les eacutepreuves de controcircle (BagraveT)

IX- Proceacutedeacutes drsquoimpression thermique

Un ruban contenant de lencre est chauffeacute et piqueacute lagrave ougrave un point de trame est voulu On reprend ainsi le

principe de la dorure agrave chaud Les applications sont plutocirct celles de sorties papier photographique

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Lrsquoindustrie de lrsquoimpression est de par la nature de ses applications en constante eacutevolution Les moteurs

de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

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wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

wwwhowtodothingscomhobbieshow-to-make-ink

httpchemistryaboutcommake-ink-easy-ink-recipeshtm

httpwwwbranchercom-Differents-types-d-encres-htmllang=fr

httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

httpfrwikipediaorgwikiImprimerie

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de son eacutevolution sont la recherche de preacutesentations graphiques novatrices la rapiditeacute de communication et

les impeacuteratifs eacuteconomiques Afin de satisfaire aux exigences de ses clients cette industrie propose de

nombreux proceacutedeacutes soutenus par une multitude de produits drsquoimpression aux caracteacuteristiques techniques

et toxicologiques varieacutees

Aujourdrsquohui les fournisseurs de matiegraveres premiegraveres proposent des mateacuteriaux de moindre toxiciteacute par

rapport aux geacuteneacuterations de mateacuteriaux preacuteceacutedentes Il convient de leur donner la preacutefeacuterence quand cela est

techniquement possible ou de le mettre en œuvre des mesures de preacutevention adapteacutees afin de reacuteduire le

risque chimique lieacute aux produits drsquoimpression

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httpwwwtiflexcomdetail+produit-fr-pap-11-32-encre+grassehtml

httpwwwedukeonethistoire-encre-a04332492htm

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wwwdecofindercomdecofinder_daz_BUREAUstylobille_histoire_alsapressehtm

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httpmapagenoosfrleoheleba1technologiestyloecriturehtml

httpclassesbnffrdossiecrindex2htm

httpclassesbnffrdossiecrindexhtm

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httpwwwinrpfredition-electroniquelodeldictionnaire-ferdinand-buissondocumentphpid=2651

httpwwwcfaitmaisoncomdiversencrehtml

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wwwenluminures-celtescomencrehtm

wwwcalligraphie-arabenetfabriquer-encre

wwwdotapeacomencredechinehtm

wwwchine-informationscomencre-de-chine_1772html

wwwhometrainingtoolscommake-homemade-ink-project

wwwehowcomhow_4450791_make-inkhtml

httpquazencomrecreationhow-to-make-walnut-ink

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