Comment choisir les encres d'impression adaptées à différents matériaux ?

Comment la porosité affecte l'absorption et l'adhérence de l'encre

Le papier et le carton non couché possèdent de minuscules trous au niveau microscopique qui permettent aux encres d'impression de s'infiltrer verticalement à travers eux tout en se répandant latéralement dans ces poches sans issue. En raison de cette structure unique, l'encre sèche environ 30 à 50 pour cent plus rapidement que sur des surfaces dépourvues de ces pores, selon diverses études examinant la manière dont la taille des pores influence la filtration. Plus les pores sont profonds, meilleure est également l'adhérence. Les matériaux dotés de pores traversants très profonds retiennent en effet environ 23 % d'encre supplémentaire, ce qui signifie qu'il y a beaucoup moins de bavures lorsque les imprimantes fonctionnent à pleine vitesse.

Action capillaire dans le papier et le carton : pourquoi les encres à base d'eau fonctionnent bien

L'action capillaire attire les encres à base d'eau dans les fibrilles des substrats poreux, produisant des bords plus nets et une distribution uniforme des couleurs. Par exemple, le papier kraft 90# absorbe 1,2 ml/m² d'encre aqueuse en 0,8 seconde, minimisant ainsi le gain de point. Cette absorption rapide réduit la dépendance aux systèmes de séchage externes, abaissant les coûts énergétiques de 15 à 20 % dans les opérations d'emballage.

Problèmes liés à l'énergie de surface avec des substrats non poreux comme le vinyle et le plastique

Les matériaux qui n'absorbent pas les liquides, comme le PVC dont l'énergie de surface est d'environ 34 dynes par centimètre, ou le polypropylène avec environ 29 dynes par cm, ont tendance à repousser les encres à base d'eau car ils ne disposent tout simplement pas d'une énergie de surface suffisante. Pour que ces surfaces fonctionnent correctement avec l'impression, la plupart des utilisateurs optent pour des encres à base de solvant dont la tension superficielle est inférieure à 25 dynes par cm. Il existe également une autre astuce : les traitements de surface peuvent vraiment améliorer l'adhérence de l'encre sur ces matériaux, parfois avec une amélioration comprise entre 40 % et même 60 %. Ce type de problème n'est pas isolé ; des difficultés similaires apparaissent lorsqu'on tente d'imprimer sur des pierres lisses ou d'autres surfaces difficiles à traiter dans des environnements industriels.

Étude de cas : Encres à base d'eau sur carton ondulé dans l'emballage

Un essai de 2023 utilisant un carton ondulé E-flute a révélé que les encres à base d'eau réduisaient les émissions de COV de 98 % par rapport aux systèmes à solvant, tout en atteignant une opacité d'impression de 99,5 %. La structure alvéolaire poreuse du carton absorbait l'excès d'encre, éliminant ainsi le besoin de poudres anti-maculage et permettant d'économiser 0,04 $ par pied carré sur les coûts de matériaux.

Tendance : Demande croissante pour des encres d'impression à séchage rapide et à faible odeur à base d'eau

Portée par les objectifs de conformité à l'ISO 14001, 37 % des transformateurs d'emballages utilisent désormais des encres à base d'eau sur des substrats poreux. Les progrès réalisés dans les résines modifiées acryliques ont réduit les temps de séchage à 1,2 seconde, contre 2,8 secondes en 2020, permettant une impression directe sur des matériaux ondulés recyclés sans pré-enduction.

Adaptation des types d'encre aux matériaux d'impression courants

Papier et carton : Équilibre entre absorption de l'encre et netteté de l'impression

L'impression sur papier repose principalement sur des encres à base d'eau, car elles s'adaptent bien à la nature poreuse des fibres de papier et permettent d'obtenir des détails très nets. Les dernières données issues d'études sur les substrats papier indiquent que, lorsqu'ils travaillent avec du carton non couché, de nombreux imprimeurs diluent leur encre d'environ 18 à 22 pour cent. Cela permet d'éviter l'effet désagréable d'ébouriffage, où l'encre s'étend trop, en trouvant le bon équilibre entre la quantité absorbée par le papier et le maintien d'une bonne intensité des couleurs. Pour les papiers couchés, la situation est un peu différente. Les ateliers d'impression préfèrent généralement utiliser des formules hybrides spéciales à base d'eau mélangées à de l'acrylique. Ces combinaisons adhèrent mieux aux surfaces tout en conservant la recyclabilité du papier. Environ un tiers de toutes les opérations d'impression commerciale ont récemment adopté ce type de formulations.

Vinyle et plastiques souples : Avantages des encres d'impression à solvant

Les encres à base de solvants fonctionnent très bien sur les matériaux qui n'absorbent pas beaucoup de liquide, comme le PVC et le polypropylène. L'encre sèche vite ici aussi, généralement en 10 à 25 secondes à une température de 20 degrés Celsius, ce qui permet de créer des couches de film solides. Selon une étude publiée l'année dernière dans le Flexographic Printing Journal, ces types d'encres conservent leur viscosité à environ 98% même après avoir été placées à l'extérieur pendant plus de 500 heures. C'est assez impressionnant comparé aux options à base d'eau qui luttent contre l'humidité, montrant une résistance à l'humidité de 53% selon les mêmes tests. Parce qu'ils résistent si bien aux produits chimiques et aux rayons du soleil, de nombreux fabricants préfèrent les encres à base de solvants pour des choses comme les autocollants et les grands panneaux d'affichage qui doivent durer dans toutes sortes de conditions météorologiques.

Tissus et textiles: comparaison des teintures à sublimation et des pigments

Lorsqu'elles sont chauffées à environ 190-210 degrés Celsius, les encres de sublimation se fixent réellement dans les fibres de polyester, produisant des couleurs qui dépassent d'environ 120 % celles obtenues avec des encres pigmentaires. Toutefois, pour les mélanges de coton, les encres pigmentaires dominent encore le marché avec environ 72 % d'utilisation, car elles résistent mieux aux lavages répétés. Aucun prétraitement spécial n'est nécessaire, ce qui est crucial pour les vêtements soumis à plus de cinquante cycles de lessive industrielle. La nouvelle génération d'encres hybrides latex fait également sensation, conservant environ 85 % de leur vivacité sur les tissus synthétiques tout en utilisant des formules à base d'eau. Ces innovations réduisent progressivement l'écart entre les différentes technologies d'impression dans l'industrie textile.

Plastiques rigides : pourquoi les encres curables par UV garantissent durabilité et résistance aux rayures

Lorsqu'ils sont exposés à une lumière LED de 395 nm, les encres curables par UV durcissent presque immédiatement, formant des films fortement réticulés qui passent le test de dureté au crayon 4H selon les normes ISO. Des tests en conditions réelles indiquent que les impressions réalisées avec ces encres sur des surfaces en polycarbonate conservent environ 90 % de leur résistance à l'usure, même après avoir été stockées dans des entrepôts pendant 18 mois, ce qui représente environ 40 % de mieux que ce que l'on observe avec les méthodes d'impression traditionnelles à base de solvant. Un autre avantage majeur est que cette technique élimine totalement les émissions de COV, un aspect qui correspond parfaitement aux réglementations européennes prévues pour 2025, qui limitent les composés organiques volatils à moins de 1 gramme par mètre carré. De nombreux fabricants passent déjà à cette méthode non seulement parce qu'elle répond aux exigences légales, mais aussi parce qu'elle fonctionne simplement mieux en pratique.

Encres à base aqueuse contre encres à base de solvant : compromis entre performance et impact environnemental

Avantages environnementaux et sécuritaires des encres d'impression à base aqueuse

Le passage à des encres à base d'eau réduit les émissions de COV par rapport aux solutions traditionnelles à base de solvants. Cela permet de garantir des conditions de travail plus sûres dans les imprimeries et aide les entreprises à respecter les réglementations environnementales. L'eau étant essentiellement constituée d'eau oxygénée, elle remplace tous les produits chimiques nocifs qui ont pollué l'air pendant l'impression. De nombreuses entreprises ont également constaté que ce changement était bénéfique. Une étude récente du rapport sur la sécurité des imprimantes industrielles de 2024 montre que les installations qui ont effectué le changement ont vu environ 45% de problèmes en moins liés à l'exposition aux produits chimiques chez leur personnel. Bien sûr, tout le monde ne saute pas sur le bateau tout de suite, mais les chiffres parlent d'eux-mêmes dans la plupart des cas.

Adhésion supérieure des encres à base de solvants sur des surfaces résistantes aux produits chimiques

Lorsqu'il s'agit d'assurer l'adhérence sur des matériaux comme le polyéthylène, qui possèdent une faible énergie de surface, les encres à base de solvant excellent particulièrement car elles créent des liaisons chimiques très fortes. Des tests réalisés l'année dernière ont montré que ces encres adhèrent à environ 98 pour cent, soit environ 62 pour cent de mieux que ce que l'on observe avec les alternatives à base d'eau. Ce niveau d'adhérence signifie qu'elles conviennent parfaitement à des applications telles que les panneaux publicitaires ou les étiquettes d'emballage, qui doivent résister à la pluie, aux dommages causés par les rayons du soleil et à l'usure générale dans le temps. En revanche, les fabricants doivent prendre en compte un point important : ces produits à base de solvant libèrent davantage de composés organiques volatils dans l'air, rendant ainsi absolument nécessaires des systèmes de ventilation adéquats si les entreprises souhaitent respecter les normes environnementales actuelles et les réglementations sanitaires.

Équilibrer écologie et performance dans les applications industrielles

Les solutions hybrides telles que les encres écologiques à solvant offrent une teneur en COV inférieure de 30 à 50 % par rapport aux encres solvants traditionnelles, tout en assurant une adhérence fiable sur des surfaces difficiles. Des variantes à base aqueuse durcissables par UV émergent, réduisant la consommation d'énergie de polymérisation de 25 %. Dans l'emballage à haut volume, les solvants biosourcés provenant de matières renouvelables offrent une durabilité comparable avec une empreinte carbone réduite de 60 %.

Exigences de durabilité selon l'environnement d'application

Le choix de la formulation d'encre appropriée implique d'associer la résistance physique aux contraintes environnementales tout en préservant la qualité visuelle dans des cas d'utilisation variés.

Résistance à la décoloration et qualité archivistique pour l'impression d'art et de photographies

Les tirages de qualité muséale s'appuient sur des encres pigmentaires dotées d'une stabilité archivistique, conservant 98 % de l'intégrité des couleurs pendant plus de 100 ans sous un éclairage contrôlé. Les pigments encapsulés à l'acrylique atteignent désormais une résistance à la décoloration évaluée à moins de ΔE<2 après une exposition de 500 lux/an, répondant ainsi aux normes strictes de conservation.

Résistance à l'eau et aux produits chimiques pour les signalétiques extérieures et les étiquettes de produits

Les applications en extérieur exigent des encres résistantes à l'humidité, aux rayons UV et à la pollution. Les encres à base de solvant intégrant des stabilisants UV présentent une résistance aux intempéries supérieure de 85 % lors de tests environnementaux côtiers. En cas d'exposition aux produits chimiques, les résines modifiées par époxy appliquées par sérigraphie résistent à la dégradation causée par les fluides automobiles et les nettoyants industriels.

Le paradoxe du brillant : un attrait esthétique élevé contre une protection UV réduite

Bien que les finitions hautement brillantes améliorent la vivacité des couleurs, elles augmentent la dégradation UV par réfraction de la lumière. Les encres mates curables par UV offrent une protection supérieure, conservant 90 % de leur résistance à l'adhérence après 2 000 heures d'essai QUV, contre seulement 63 % pour leurs équivalents brillants.

Cas d'utilisation : bannières, emballages alimentaires, documents de bureau et étiquettes de détail

• Bannières de détail : Encres à base de solvant avec une durabilité en extérieur de 3 ans
• Emballage alimentaire : Encres flexographiques à base aqueuse conformes à la FDA
• Documents de bureau : Toners pour imprimantes laser à séchage rapide
• Étiquettes pharmaceutiques : Rubans thermotransfert résistants à l'alcool

Résilience aux températures et à l'humidité dans les environnements logistiques et de stockage

Les encres durcies par UV fonctionnent de manière fiable entre -40 °C et 80 °C et surpassent les encres conventionnelles de 40 % dans les tests de cyclage en humidité, selon une recherche MDPI de 2023. Les formulations modifiées au silicone empêchent la fissuration lors des changements rapides de température, ce qui les rend idéales pour la chaîne du froid, où les produits passent d'un environnement réfrigéré à un environnement à température ambiante.

Section FAQ

Quelle est la différence entre les substrats poreux et non poreux ?

Les substrats poreux, comme le papier et le carton non couché, possèdent de minuscules micro-pores qui permettent une absorption rapide des encres, tandis que les substrats non poreux, comme le vinyle et le plastique, résistent à l'absorption des liquides en raison de leur énergie de surface plus faible.

Pourquoi préfère-t-on les encres à base d'eau pour les substrats poreux ?

Les encres à base d'eau fonctionnent bien avec les substrats poreux grâce à l'action capillaire, qui assure des bords nets, un séchage rapide et une réduction des coûts énergétiques liés aux systèmes de séchage externes.

Quels défis les substrats non poreux posent-ils pour l'impression ?

Les substrats non poreux, comme le vinyle et le plastique, nécessitent des encres solvants et des traitements de surface pour améliorer l'adhérence de l'encre, car ils ont une faible énergie de surface qui repousse les encres à base d'eau.

Comment les facteurs environnementaux influencent-ils le choix de l'encre ?

Différents facteurs de stress environnemental, tels que l'exposition aux UV et l'humidité, exigent des formulations d'encre spécifiques pour assurer la durabilité, comme les encres solvants pour la signalisation extérieure et les encres curables par UV pour les plastiques rigides.