Fiche de révision : Principes de séchage et résistance des encres

📋 Plan du Cours

1. Séchage de l’encre offset et siccativité
2. Mécanismes de séchage et dispositifs en machine
3. Vieillissement des impressions et changements visuels
4. Résistances aux agents chimiques et mécaniques
5. Solidité à la lumière et tests de résistance
6. Propriétés rhéologiques et paramètres d’application
7. Encres à haute concentration pigmentaire et aspect
8. Risques environnementaux et sanitaires des encres
9. Contact alimentaire et conformité réglementaire

📖 1. Séchage de l’encre offset et siccativité

🔑 Notions clés & Définitions

• Siccativité : La siccativité est la vitesse à laquelle une encre passe de l’état liquide à l’état solide.
• Film d’encre : Le film d’encre est la couche déposée sur le support, dont l’épaisseur conditionne le séchage et la tenue en pile.
• Capillarité du papier : La capillarité du papier correspond à la capacité du support fibreux à absorber une partie des composants de l’encre.
• Séchage à la surface : Le séchage à la surface est la phase où le film devient suffisamment dur pour supporter les contraintes post-presse.
• Séchage à cœur : Le séchage à cœur est le durcissement interne de l’encre dans un délai permettant la poursuite des opérations.

📝 Points essentiels

• L’épaisseur de la couche d’encre sur le support imprimé est de 3 à 5 microns.
• Le temps intermédiaire entre la superposition de deux feuilles varie entre 3 et 5/10e de seconde.
• La siccativité conditionne le fait que l’encre ne sèche pas assez seule naturellement entre deux feuilles.
• La surface doit être suffisamment dure pour éviter les dommages dus au poids des feuilles en pile.
• La pénétration immédiate est favorisée par la capillarité du papier et par la pression.
• Après le séchage quasi instantané en surface, l’encre doit durcir à cœur pour permettre les traitements post-presse.

💡 Astuce mémo

Siccativité = vitesse liquide→solide ; Surface tient la pile, cœur tient la suite.

📖 2. Mécanismes de séchage et dispositifs en machine

🔑 Notions clés & Définitions

• Polymérisation chimique : La polymérisation chimique est un mécanisme de séchage où l’encre durcit grâce à une réaction chimique.
• Oxydopolymérisation : L’oxydopolymérisation est un type de polymérisation chimique où le séchage est lié à l’oxydation.
• Photopolymérisation : La photopolymérisation est un type de polymérisation chimique déclenchée par une source lumineuse.
• Séchage physique : Le séchage physique est un mécanisme où l’encre durcit par des phénomènes physiques comme l’absorption ou l’évaporation.
• Sécheurs en machine : Les sécheurs en machine sont des dispositifs qui optimisent le séchage en accélérant l’évaporation ou en déclenchant une réaction.

📝 Points essentiels

• Les liants et adjuvants déterminent les propriétés de séchage de l’encre.
• On distingue deux familles : séchage par polymérisation chimique et séchage par agent physique.
• La polymérisation chimique peut être de type oxydopolymérisation ou photopolymérisation.
• Le séchage physique peut reposer sur l’absorption ou l’évaporation.
• Les sécheurs par conduction utilisent des cylindres chauffés pour favoriser l’évaporation.
• Les sécheurs par convection utilisent de l’air chaud, et ceux par radiation utilisent infra-rouge ou micro-ondes.

💡 Astuce mémo

Chimique = réaction ; Physique = absorption/évaporation ; Machine = conduction/convection/radiation/UV.

📖 3. Vieillissement des impressions et changements visuels

🔑 Notions clés & Définitions

• Vieillissement des impressions : Le vieillissement des impressions désigne l’évolution de l’aspect d’une image imprimée avec le temps.
• Affaiblissement de l’intensité : L’affaiblissement de l’intensité est une diminution progressive de la force visuelle des couleurs imprimées.
• Changement de nuance : Le changement de nuance correspond à une modification de la teinte perçue au fil du temps.
• Noircissement : Le noircissement est l’assombrissement progressif de l’impression au vieillissement.
• Combinaison des phénomènes : La combinaison des phénomènes est l’association de plusieurs types de dérives visuelles lors du vieillissement.

📝 Points essentiels

• L’apparence peut changer après un temps plus ou moins long.
• Le vieillissement peut se manifester par un affaiblissement de l’intensité.
• Le vieillissement peut aussi provoquer un changement de nuance.
• Un noircissement peut également apparaître avec le temps.
• Les effets peuvent se cumuler : intensité, nuance et/ou noircissement combinés.

💡 Astuce mémo

Vieillissement = 3 modes : moins fort, autre couleur, plus sombre (ou mix).

📖 4. Résistances aux agents chimiques et mécaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Résistance aux agents chimiques : La résistance aux agents chimiques est la capacité d’une impression à conserver ses propriétés face à des substances agressives.
• Résistance à l’eau : La résistance à l’eau correspond à la tenue de l’impression face à une action d’émulsion aqueuse.
• Résistance aux solvants : La résistance aux solvants est l’aptitude de l’impression à résister à l’action de solvants comme nitro et alcools.
• Résistance mécanique : La résistance mécanique regroupe les performances d’une impression face aux contraintes physiques comme froissement ou abrasion.
• Résistance au ruban adhésif : La résistance au ruban adhésif est un test d’adhérence/tenue de l’encre lors d’un collage puis retrait.

📝 Points essentiels

• Les agents chimiques peuvent altérer les impressions.
• La résistance à l’eau est évaluée en contexte d’émulsion.
• La résistance aux solvants concerne notamment nitro et alcools, souvent en lien avec vernis ou pelliculage.
• La résistance aux alcalis-lessives vise la tenue face aux colles et lessives alcalines.
• La résistance aux huiles et graisses alimentaires concerne les contacts gras.
• La résistance mécanique se teste par ruban adhésif, froissement, pliure et abrasion.

💡 Astuce mémo

Chimique = eau/solvants/alcalis/huiles/cire ; Mécanique = ruban, froissement, pliure, abrasion.

📖 5. Solidité à la lumière et tests de résistance

🔑 Notions clés & Définitions

• Solidité à la lumière : La solidité à la lumière est la capacité d’une encre ou d’un pigment à conserver sa couleur sous exposition prolongée.
• Rayons UV : Les rayons UV sont la partie du spectre qui déclenche des réactions photochimiques dégradant les molécules colorantes.
• Test au xénon : Le test au xénon est une méthode d’essai utilisant une lampe à arc xénon pour simuler une exposition au soleil.
• Échelle de laine bleue : L’échelle de laine bleue est une notation de la résistance à la décoloration sous lumière.
• Blue Wool Scale : La Blue Wool Scale est la dénomination de l’échelle de laine bleue utilisée pour classer la résistance.

📝 Points essentiels

• La solidité à la lumière concerne la tenue de la couleur au soleil ou à une source artificielle riche en UV.
• Les UV provoquent des réactions photochimiques qui entraînent perte d’intensité ou changement de teinte.
• Le test au xénon utilise une lampe à arc xénon dont le spectre est proche de celui du soleil.
• Le test au xénon permet une simulation contrôlée de l’exposition naturelle.
• Échelle de laine bleue : 1 correspond à une très faible résistance avec décoloration en quelques jours.
• Échelle de laine bleue : 7–8 correspond à une résistance excellente à exceptionnelle avec pratiquement pas de décoloration.

💡 Astuce mémo

UV = photochimie = couleur qui s’affaiblit ; Xénon = soleil simulé ; Laine bleue = note de décoloration.

📖 6. Propriétés rhéologiques et paramètres d’application

🔑 Notions clés & Définitions

• Rhéologie : La rhéologie est la branche qui étudie l’écoulement et la déformation des corps sous contraintes appliquées.
• Viscosité : La viscosité mesure la résistance d’un fluide à un écoulement uniforme.
• Fluidité : La fluidité est l’inverse de la viscosité, donc plus la viscosité augmente, moins le fluide s’écoule facilement.
• Tirant : Le tirant est la résistance du film d’encre à se séparer en deux lors de chaque contact.
• Thixotropie : La thixotropie est une propriété où la viscosité évolue avec le temps sous contrainte constante.

📝 Points essentiels

• Les propriétés rhéologiques dépendent des conditions d’agitation et de la température.
• La viscosité est la résistance à l’écoulement uniforme.
• L’unité indiquée est le Pascal.seconde (Pa.s), avec une conversion vers la poise.
• Conversion : 1 Pa.s = 10 poise.
• Exemples : eau à 0.01 poise ; huile végétale à 0.5 à 25 poises ; encre offset feuille à 100 à 400 poises ; encre offset rotative cold set à 20 à 40 poises.
• Le tirant excessif provoque l’arrachage, tandis qu’un tirant trop faible entraîne le phénomène de voltige.

💡 Astuce mémo

Rhéologie = comportement sous contrainte ; Viscosité ↔ fluidité ; Tirant trop haut = arrache, trop bas = voltige.

📖 7. Encres à haute concentration pigmentaire et aspect

🔑 Notions clés & Définitions

• Haute concentration pigmentaire : L’aptitude à haute concentration pigmentaire est la capacité d’une encre à obtenir une densité optique maximale avec une charge d’encre minimale.
• Densité optique : La densité optique est le niveau de “force visuelle” obtenu par l’encre sur le support.
• Épaisseur du film d’encre : L’épaisseur du film d’encre est la quantité déposée qui influence directement le séchage et la stabilité d’impression.
• Aspect mat : L’aspect mat correspond à un rendu visuel non brillant de l’impression.
• Aspect brillant : L’aspect brillant correspond à un rendu visuel lumineux et réfléchissant de l’impression.

📝 Points essentiels

• Les encres à haute concentration pigmentaire visent une densité optique maximale avec une charge d’encre minimum.
• Elles permettent de réduire l’épaisseur du film d’encre.
• La réduction d’épaisseur favorise un séchage plus rapide.
• La réduction d’épaisseur améliore aussi l’imprimabilité en la rendant plus stable.
• L’aspect peut être mat ou brillant.
• L’opacité est un paramètre d’aspect mentionné avec l’aspect.

💡 Astuce mémo

HP pigment = plus de densité avec moins d’encre → film plus fin → séchage plus rapide & stabilité.

📖 8. Risques environnementaux et sanitaires des encres

🔑 Notions clés & Définitions

• COV : Les COV sont des composés émis lors de l’utilisation d’encres solvant-base minérale.
• HAP : Les HAP sont des hydrocarbures aromatiques polycycliques pouvant être présents dans certaines huiles minérales lourdes.
• Encres grasses : Les encres grasses sont des encres contenant des huiles minérales lourdes susceptibles de porter des HAP.
• Encres UV : Les encres UV sont des encres qui sèchent par polymérisation grâce aux rayonnements UV.
• Matières premières non renouvelables : Les matières premières non renouvelables désignent des ressources qui ne se régénèrent pas à l’échelle humaine.

📝 Points essentiels

• L’environnement est concerné par la diminution du volume de déchets d’emballage, impératif environnemental et économique.
• L’utilisation d’encres solvant-base minérale peut entraîner des émissions de COV.
• Le sécheur consomme de l’énergie, ce qui pèse sur l’impact environnemental.
• Les matières premières ne sont pas toujours renouvelables.
• Côté santé : des risques existent par contact ou par inhalation.
• Certaines encres grasses peuvent contenir des HAP via des huiles minérales lourdes, même si elles sont généralement moins classées comme matières dangereuses aujourd’hui.

💡 Astuce mémo

COV = air ; HAP = santé via huiles lourdes ; UV = précaution d’usage.

📖 9. Contact alimentaire et conformité réglementaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Règlement (CE) n°1935/2004 : Le règlement (CE) n°1935/2004 fixe les bases de protection pour les matériaux destinés au contact avec les aliments.
• Règlement (CE) n°2023/2006 : Le règlement (CE) n°2023/2006 encadre les bonnes pratiques de fabrication pour les matériaux au contact des denrées.
• Migration : La migration est le transfert potentiel de substances depuis l’encre vers l’aliment, à maintenir à un niveau faible.
• Innocuité : L’innocuité signifie que le matériau ne doit pas présenter de danger pour la santé humaine.
• Test Robinson : Le test Robinson est une dégustation visant à détecter une influence des substances volatiles sur le goût et l’odeur.

📝 Points essentiels

• Les exigences pour une encre d’emballage alimentaire incluent faible migration, conformité REACH et innocuité.
• Tous les matériaux destinés au contact des aliments relèvent du règlement (CE) n°1935/2004.
• Ce règlement impose de ne pas présenter de danger, de ne pas modifier inacceptablement la composition, et de ne pas altérer les propriétés organoleptiques.
• Les matériaux au contact sont aussi soumis au règlement (CE) n°2023/2006 sur les bonnes pratiques de fabrication.
• La responsabilité légale de l’adéquation de l’emballage incombe au fabricant de l’article fini et à l’emballeur.
• Les encres alimentaires ne doivent pas être en contact permanent avec l’aliment et ne doivent pas altérer goût ou odeur ; le pigment ne transmet pas d’odeurs tandis que les résines sont principales responsables via leur

💡 Astuce mémo

Alimentaire = faible migration + innocuité + pas d’altération organoleptique ; Robinson = goût/odeur via volatils.

📊 Tableaux de synthèse

Mécanismes de séchage : chimique vs physique

Solidité à la lumière : repères Blue Wool Scale

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre siccativité (liquide→solide) avec le temps entre deux feuilles (3 à 5/10e de seconde).
2. Penser que le séchage est uniquement de surface : l’encre doit aussi durcir à cœur pour permettre les opérations post-presse.
3. Mélanger les familles de séchage : polymérisation chimique (oxydopolymérisation/photopolymérisation) n’est pas la même chose que absorption/évaporation.
4. Interpréter la solidité à la lumière comme une résistance mécanique : elle concerne la conservation de la couleur sous UV, pas le froissement ou l’abrasion.
5. Oublier que le tirant trop élevé provoque l’arrachage et que trop faible entraîne la voltige.
6. Croire que les encres alimentaires peuvent être en contact permanent : le cours précise qu’elles ne doivent pas l’être.

✅ Checklist Examen

1. Donner la définition de la siccativité et citer l’épaisseur de film (3 à 5 microns) et le temps entre feuilles (3 à 5/10e de seconde).
2. Expliquer pourquoi la surface doit être suffisamment dure et distinguer séchage quasi instantané en surface vs durcissement à cœur.
3. Classer les mécanismes de séchage en polymérisation chimique (oxydopolymérisation, photopolymérisation) et agent physique (absorption, évaporation).
4. Citer les types de sécheurs en machine et leurs modes : conduction, convection, radiation (infra-rouge/micro-ondes) et changement chimique sous UV.
5. Lister les formes de vieillissement visuel : affaiblissement d’intensité, changement de nuance, noircissement, ou combinaison.
6. Rattacher les résistances chimiques aux familles citées : eau (émulsion), solvants (nitro/alcools), alcalis-lessives, huiles et graisses alimentaires, cires/paraffines.
7. Rattacher les résistances mécaniques aux tests cités : ruban adhésif, froissement, pliure, abrasion.
8. Définir la solidité à la lumière et décrire le rôle des UV (réactions photochimiques).
9. Décrire le test au xénon et l’intérêt du spectre proche du soleil pour simuler l’exposition.
10. Donner des repères de la Blue Wool Scale : 1, 4, 5, 6 et 7–8 avec leurs ordres de grandeur.
11. Définir la rhéologie et la viscosité, donner l’unité (Pa.s) et la conversion vers la poise (1 Pa.s = 10 poise).
12. Donner au moins deux valeurs d’exemples de viscosité (eau, huile végétale, encre offset feuille, encre offset rotative cold set).
13. Définir tirant et relier ses excès à arrachage et insuffisance à voltige.
14. Définir la thixotropie en termes de viscosité qui évolue avec le temps sous contrainte constante et de restructuration/déstructuration selon les contraintes.