L'encre est un mélange homogène de liants, de pigments, de colorants, etc., de charges, d'additifs et d'autres substances, principalement utilisée dans l'industrie de l'imprimerie et de l'emballage, et constitue l'un des matériaux d'impression les plus importants de cette industrie.
Les encres se classent selon les différentes méthodes d'impression : encres offset (lithographiques), encres héliogravure, encres typographiques, encres flexographiques, encres de sérigraphie, encres de tampographie et encres jet d'encre, etc. Selon le support, on distingue les encres pour papier, plastique, métal, verre, céramique et textile. Le mode de séchage comprend les encres à séchage volatil, par pénétration, par oxydation, à polymérisation thermique, par photopolymérisation et par faisceau d'électrons. Enfin, les encres anti-contrefaçon et les encres spécifiques incluent les encres photosensibles, thermosensibles, sensibles à la pression, moussantes, parfumées, conductrices, magnétiques, à cristaux liquides, jet d'encre et à microcapsules.
L'impression utilisant une méthode de séchage d'encre représentative varie selon le type d'impression, principalement le séchage volatil, le séchage par pénétration, le séchage par polymérisation oxydative, le séchage à chaud et le séchage UV/EB, entre autres.
Le solvant ou l'eau contenu dans l'encre s'évapore et le séchage se fait par chauffage. Les encres à base de solvants sont nocives pour l'environnement car elles contiennent des COV (composés organiques volatils). Le séchage des encres à base de solvants aqueux ou à point d'ébullition élevé nécessite un four de grande capacité, ce qui engendre une consommation d'énergie importante. Après séchage, le film d'encre est constitué uniquement des composants solides de l'encre fixés au substrat ; la résistance de ce film dépend donc de celle du matériau de liaison.
Le solvant et l'eau contenus dans l'encre, ainsi que d'autres composants à faible viscosité, pénètrent dans le support (résine, pigments et autres composants solides fixés à sa surface) grâce à la méthode de séchage par pénétration. Ce type d'encre convient aux supports poreux et absorbants comme le papier, mais pas aux matériaux imperméables (plastiques, etc.). Cette méthode est notamment utilisée pour l'impression de journaux : elle offre un temps de séchage court et ne nécessite aucun équipement spécifique. En impression couleur, il est impératif de laisser sécher l'encre complètement après application sur le support afin d'éviter toute décoloration.
L'encre à polymérisation oxydative utilise des huiles de lin et de soja, ainsi que d'autres graisses à double liaison, comme liant. Elle sèche grâce à l'oxygène de l'air par une réaction de polymérisation oxydative. Ce procédé de séchage par pénétration, bien qu'il ne nécessite aucun équipement ni consommation d'énergie, requiert un certain temps de séchage, empêchant ainsi le passage immédiat à l'étape suivante. De plus, un revêtement en poudre est appliqué pour empêcher l'adhérence des saletés au verso, évitant ainsi des problèmes environnementaux lors de l'utilisation.
Les encres thermodurcissables utilisent des résines époxy, polyuréthane et aminées, ainsi que d'autres résines réticulables thermodurcissables, comme liant, et un agent de polymérisation thermique. Pour les systèmes bicomposants, le mélange et l'agitation, effectués dans des proportions précises, suivis d'un séchage par infrarouge ou par air chaud, induisent une réticulation thermique et le durcissement du film. Si les performances de ces encres sont excellentes, leur consommation énergétique et la volatilisation des solvants les rendent peu écologiques. C'est pourquoi de nombreuses encres UV, plus économes en énergie et respectueuses de l'environnement, les ont remplacées.
L'encre à polymérisation UV/EB contient des matériaux actifs qui durcissent sous l'effet de la lumière ultraviolette ou d'un faisceau d'électrons. Sans solvants ni autres COV, son impact environnemental est faible et elle peut être utilisée sur des plastiques et autres supports non absorbants. Le séchage UV/EB est instantané, permettant une transition immédiate vers l'étape suivante. En revanche, une encre non exposée à l'irradiation UV ou au faisceau d'électrons ne durcit pas et n'adhère donc pas à la machine d'impression.
L'encre UV sèche instantanément, ce qui permet de passer immédiatement à l'étape suivante après l'impression. Bien que nécessitant une irradiation UV, elle consomme plus d'énergie que la polymérisation oxydative et le séchage osmotique, cette consommation reste bien inférieure à celle des encres à séchage volatil ou des encres thermodurcissables qui requièrent de grands fours. Le film d'encre imprimé est très résistant grâce à la réaction de réticulation des matériaux UV/EB. De plus, l'encre n'est pas absorbée par le substrat et ne nécessite aucun chauffage, ce qui permet son utilisation sur une large gamme de supports.
L'encre UV est une encre écologique car elle n'émet aucun solvant et présente de nombreux avantages par rapport à l'encre ordinaire :
① Aucune émission de solvants, pour la protection de l'environnement et la sécurité ;
② productivité élevée, vitesse d'impression jusqu'à 100 ~ 400 m/min, l'encre à fibre optique peut atteindre 1500 ~ 3000 m/min ;
③ séchage rapide, de sorte que l'impression est sèche, l'empilement ne sera pas dû à l'encre qui n'est pas sèche et ne tachera pas les autres, donc pas de pulvérisation de poudre, donc la machine d'impression et l'environnement de l'atelier sont propres, sans pollution par la poussière ;
④ L'encre sèche immédiatement après l'impression, le point ne s'agrandit pas et l'encre ne pénètre pas dans le papier, la qualité d'impression est donc excellente et la saturation des couleurs, l'intensité des couleurs et la clarté de l'impression sont nettement supérieures à celles de l'encre ordinaire ;
⑤ Il peut être traité en ligne et convient à la production en chaîne ;
⑥ Convient pour l'impression sur substrat thermosensible.
Les principaux problèmes de l'encre UV actuellement sont :
① plus cher, ce qui affecte la popularisation et l'application ;
② Une partie des matières premières (diluants actifs, photo-initiateurs) présentent une odeur, une toxicité ou une irritation cutanée, affectant l'application de l'impression d'emballages de produits alimentaires, pharmaceutiques et pour enfants ;
③ Durcissement instantané, entraînant une contraction du volume, de sorte que la couche d'encre augmente la contrainte interne, réduisant l'adhérence au substrat, affectant l'application de produits tels que le métal ;
④ doivent être protégés de la lumière et des basses températures (<30 ℃) dans les conditions de transport et de stockage.
L'encre UV utilisée dans le matériau de liaison est un oligomère, principalement composé de résines acryliques photopolymérisables. Elle ne contient ni solvants ni huiles, mais un diluant actif, principalement des esters polyfonctionnels acryliques photopolymérisables. Le photo-initiateur, catalyseur de l'encre UV, déclenche une réaction photochimique sous irradiation UV, produisant des radicaux libres ou des cations. Cette réaction induit la polymérisation et la réticulation des oligomères et esters polyfonctionnels d'acide acrylique, permettant ainsi le séchage de l'encre.
