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Les encres : les composants

Dans la liste des composants d'une encre, on peut trouver :
- Les pigments : cliquez ici,
- Le véhicule : cliquez ici,
- Les additifs : cliquez ici,
- Les diluants : cliquez ici

Les pigments
Les catégories

Les pigments apportent le caractère coloré à l'impression. Ce sont des éléments solides insolubles dans le véhicule de l'encre. Ils peuvent se classer en trois catégories : les noirs de carbone, les pigments inorganiques et les pigments organiques (les plus courants). Ils se caractérisent par leur taille, leur intensité, leur mouillabilité, leur résistance à la lumière et leur résistance vis-à-vis des produits chimiques. Dans la fabrication des encres, actuellement, on utilise les pigments soit sous forme de poudre sèche, soit sous forme de flushs, préparations liquides très concentrées de pigments. Aux États-Unis, ce sont des pigments sous forme de flushs qui sont privilégiés tandis qu'en Europe il semble que les pigments sous forme de poudre sèche soient majoritairement employés par les fabricants d'encre, bien que les flushs soient actuellement en augmentation.
Dans les flushs, les pigments sont dispersés dans un vernis proche de celui qui sera utilisé ultérieurement dans la fabrication de l'encre. L'intérêt réside dans le gain de temps dans la fabrication de l'encre grâce à la facilité accrue de la dispersion et du broyage du pigment, et dans l'augmentation de la force tinctoriale de l'encre. Cependant, cette solution n'est pas applicable pour tous les pigments et certains fabricants d'encre sont un peu réticents à généraliser leur emploi car cela limite leur marge de manœuvre dans la composition globale de l'encre.
Les différentes catégories de pigments sont les suivants :
- Les pigments noirs :
Il existe deux types de pigments noirs :

  • les noirs au four («furnace») sont obtenus par combustion d'huile ou de gaz naturel dans un four en contrôlant la quantité d'oxygène apportée pour que les particules de carbone ne se transforment pas entièrement en dioxyde de carbone. Leur taille est comprise entre 30 et 150 micromètres. Ce sont des pigments mats et de faible force tinctorielle,
  • les noirs de fumée («channel black») sont obtenus à partir de gaz également, mais les particules sont obtenues dans des tunnels. Ces particules plus fines (20-30 micromètres) produisent des pigments de très bonne qualité.
    Les pigments noirs constituent environ 80 % de la consommation en pigments de l'imprimerie.
    - Les pigments inorganiques :
    Avec les pigments noirs, les pigments inorganiques ont été les premiers pigments employés par l'homme. Dans cette catégorie figurent les oxydes de fer, le dioxyde de titane, très employé en tant que pigment blanc mais aussi comme charge en raison de son opacité et de son pouvoir couvrant, le carbonate de calcium (essentiellement employé en tant que charge), l'hydroxyde d'aluminium, ou le zinc. En ce qui concerne les matériaux opalescents et pigments métalliques, on trouvera des micas traités au titane, de l'aluminium, des poudres de cuivre et de bronze. Les pigments inorganiques sont en général peu chers.
    - Les pigments organiques :
    Ce sont les pigments industriels les plus utilisés. Dans le monde industriel des fabricants de pigments, on trouve des centaines de variétés de pigments. En offset, on en utilise environ 200. Pour simplifier leur appellation, ils sont répertoriés de façon classique dans le Colour Index édité par la Society of Dyes and Colorists. Cet index constitué de cinq volumes permet de retrouver pour une appellation courante le nom générique du pigment. Il permet également de trouver les pigments en fonction de leur constitution chimique ou bien encore leur nom commercial et les codes fabricants. Nous ferons référence à cette table dans la suite de ce document.

    Les pigments les plus employés sont : ceux qui permettent de réaliser les quatre teintes de base de la quadrichromie :

  • Jaune : CI Pigment Yellow 12 et 13
  • Magenta : CI Pigment Red 57
  • Cyan : CI Pigment Blue 15
  • Noir : CI Pigment Black 7 (avec habituellement CI Pigment Blue 18)
  • La mise en œuvre

    Pour la fabrication des pigments, tout l'art réside dans le fait de maîtriser la formation des cristaux pour obtenir la forme voulue. Cela influence les caractéristiques de mouillabilité, le pouvoir couvrant de l'encre et la teinte. Le pigment doit en premier lieu être enrobé par le véhicule de l'encre. Ensuite, il y a formation de la dispersion par réduction de la taille des particules, puis le broyage pour avoir une dispersion la plus homogène possible.

    Le véhicule

    Le véhicule contenu dans une encre offset a une grande influence sur les propriétés physiques de l'encre, telles que le séchage, le brillant, la viscosité, le tack, etc. Il doit être formulé avec un grand soin pour trouver le bon équilibre entre les caractéristiques de l'encre et une bonne machinabilité.
    De façon générale, le véhicule d'une encre offset (hors UV) est composé de résines dures (solides à température ambiante) et de constituants fluides (huiles végétales, distillats de pétrole, résines alkydes).
    Les contraintes imposées par le procédé offset avec mouillage (présence de la solution de mouillage, d'un train d'encrage comportant des éléments caoutchoutiques, présence du blanchet en caoutchouc également, etc.) cumulées à celles du séchage impliquent un nombre relativement limité de types de véhicules. Les résines dures sont des dérivés de la colophane ou des composés issus de la chimie du pétrole. Parmi les huiles, on trouve des huiles végétales (siccatives et semi-siccatives) ou des distillats pétroliers, qui ne sèchent pas puisqu'ils sont saturés. Dans l'ensemble, ces molécules ont des tailles importantes ; elles n'ont donc pas tendance à s'évaporer et induisent des pressions de vapeur très faibles à température ambiante.

    Les additifs

    La qualité des encres qui seraient élaborées sans additifs ne serait pas suffisante. Il est en effet nécessaire d'adapter la composition de l'encre pour améliorer ses performances (séchage, brillant, résistance à l'abrasion, etc.). Parmi les additifs (au maximum 5 % en poids de l'encre), on trouve les siccatifs, les cires, les produits anti-oxydants, les produits anti-maculants, les modificateurs de rhéologie, et les charges.

    Les diluants

    Les diluants jouent plusieurs rôles : ajustement des propriétés rhéologiques, solubilisation des prépolymères solides, mouillage des pigments, amélioration des propriétés finales du film sec.
    Dans les encres UV et EB, les diluants sont réactifs, c'est-à-dire qu'ils participent à la réaction de polymérisation avec les prépolymères. C'est ce qui permet d'avoir une formulation avec 100 % de matière sèche.
    Ce rôle est rempli principalement par des monomères contenant des fonctions acrylates. Ils peuvent être classés suivant le nombre de groupes fonctionnels. Les diluants monofonctionnels, peu visqueux, confèrent de la souplesse au film d'encre tandis que les diluants polyfonctionnels, très visqueux, apportent surtout de la réactivité au séchage.
    Le nombre de ces composés effectivement utilisés dans la formulation des encres est relativement réduit car beaucoup d'entre eux sont écartés du fait de leur toxicité, leur volatilité ou leur odeur. Il faut noter qu'un groupe de travail constitué du HSE (Health and Safety Executive - Angleterre), du BG (Berufsgenossenschaften - Allemagne) et de la CNAMTS (Caisse Nationale d'Assurance Maladie des Travailleurs Salariés) étudie tous les aspects liés à une utilisation correcte de l'impression UV. Ils travaillent notamment sur la classification des composants qui ne figurent pas encore dans les directives européennes.

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    Logo de la date de modification 31/05/2021 Logo du nombre de vues 812 vues

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