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Vous êtes ici : Accueil > Technique > Consommables et papier > Les encres hybrides en offset           Révision : 17 décembre 2001
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Dominique Gilet
(17 décembre 2001)
 
Consulter également le mémoire (fév. 2002) consacré au même sujet.

Pour certains types de produits imprimés (emballages, couvertures, brochures, etc.), l'aspect brillant est devenu incontournable. Plusieurs possibilités techniques s'offrent à l'imprimeur aujourd'hui, la technologie UV étant largement employée à cet effet. Parmi les développements les plus récents, les encres hybrides apparaissent comme étant les plus intéressantes du point de vue de leur souplesse d'emploi, notamment lorsqu'un vernis UV en ligne est exigé, sur une configuration de machine courante. Cette note fait le point sur ce type d'encre : historique, avantages / inconvénients, avis d'utilisateurs, offre du marché.

 

Introduction

     

En savoir plus :

Le vernissage UV est une technique connue et éprouvée depuis des années lorsqu'il s'agit d'embellir un imprimé en le rendant très brillant. La technologie UV trouve deux grands secteurs d'application : les encres et les vernis UV. Si elle est surtout appliquée dans l'emballage (boîtes pliantes, cosmétiques, pour les supports papiers et cartons, pour des supports plastiques comme des bouteilles, gobelets, canettes etc.), on trouve aussi beaucoup d'impressions UV dans le secteur du labeur, avec l'impression d'étiquettes de CD, panneaux publicitaires ou encore cartes de crédit. Cette liste, non exhaustive, montre combien le champ d'application de cette technologie est vaste et continue à s'étendre tant en types de produits qu'en volume. Par ailleurs, un des intérêts majeurs de cette technologie est qu'elle peut s'appliquer à quasiment tous les procédés d'impression : offset feuille, offset rotative, sérigraphie, typographie, flexographie. Enfin, une large application de cette technologie consiste à vernir les imprimés, notamment les emballages, couvertures de livres et de magazines, les brochures, les rapports d'activité, les affiches. C'est une part non négligeable puisqu'en volume, cela représente plus de la moitié du marché européen des encres et vernis UV (figure ci-dessous).

Alors on se demande ce qui peut aujourd'hui révolutionner cette technologie. Depuis la DRUPA 2000, on entend parler d'encres hybrides associant la technologie UV à l'offset conventionnel en offset feuille. Que sont-elles ? Que peut-on en attendre, et vont-elles révolutionner le secteur de l'UV ou simplement s'appliquer à des niches ?
 

Les limites du vernissage en ligne

Séchage UV :

Des faisceaux ultraviolets agissent sur des photo-amorceurs pour générer des espèces réactives susceptibles de réagir avec les monomères et prépolymères présent dans l'encre. Des réactions de polymérisations entre ces diverses molécules permettent ensuite de créer un réseau qui solidifie le film d'encre en emprisonnant les pigments (réaction quasi instantanée, de l'ordre de la seconde).

Dans un contexte de forte productivité, de raccourcissement de délais, et comme de nos jours le brillant fait vendre, il est tout naturel que les imprimeurs d'emballages et de produits à forte valeur ajoutée soient à l'affût de produits ou de solutions qui répondent à ces contraintes. Dans le même temps, une forte demande existe pour effectuer le maximum d'impressions en un seul passage machine, y compris le vernissage.

Le vernis aqueux n'étant pas suffisant en termes de degré de brillant, le vernissage en ligne avec un groupe vernisseur ne donne pas satisfaction pour un produit qui nécessite un brillant excellent.

Donc pour obtenir un produit à haut degré de brillant, avec une machine standard, trois possibilités classiques s'offrent à l'imprimeur :

    réaliser l'impression quadrichromique en un ou deux passages selon sa machine, puis hors ligne, après séchage, reprendre les imprimés pour les vernir, soit sur la même machine, soit sur une machine dédiée (vernisseuse). Selon l'équipement de l'entreprise, il faudra faire appel éventuellement à la sous-traitance. Dans les deux cas, les délais de séchage et de sous-traitance sont alors bien pénalisants ;
  une solution plus onéreuse consiste à investir dans une presse avec un double groupe de vernissage (dépôt d'un "primer" puis un vernis UV, nous verrons pourquoi plus loin) ;
  dédier une presse à l'UV, impression quadrichromique comprise, mais hormis le surcoût des encres, des rouleaux, plaques, blanchets etc., il faut encore que le carnet de commande puisse justifier cet emploi.

Séchage par oxydo-polymérisation

Ce type de séchage se produit lorsque , après une infiltration des composants (diluants pétroliers) les plus fluides dans le support, il reste en surface un film plus ou moins mou, dont les composants vont réagir avec l'oxygène de l'air pour polymériser et durcir petit à petit (réaction lente, de quelques heures).

Parmi les vernis de surimpression existants, le vernis UV est connu depuis fort longtemps (années 60-70) pour donner les meilleurs résultats de brillant, de résistance au frottement, de glissant, rivalisant par certains de ces aspects avec un pelliculage. Mais dès les premières formulations de ce type de vernis, l'enthousiasme des imprimeurs a fait place à une grande déception. En effet, la dépose en ligne d'un vernis UV sur des encres offset conventionnelles a rapidement révélé un défaut majeur, à savoir une chute de brillant dans le temps et une grande irrégularité du degré de brillant entre les zones fortement encrées, telles que les aplats, et les zones moins encrées (défaut appelé "glossback" en anglais). En outre, des problèmes d'écaillage, d'effets "peaux d'orange", de rayure ont démontré une faiblesse d'adhérence entre les couches d'encres et de vernis. Ces défauts étaient inacceptables du point de vue de la qualité et du rendu de l'imprimé, d'où l'idée de trouver un "écran" qui rende compatible la superposition du vernis UV avec les encres traditionnelles. C'est le rôle du vernis aqueux (en dispersion), encore appelé "primer", mais il faut alors prévoir deux tours de vernissage en fin de machine et un séchage intermédiaire. L'idée est séduisante et ce procédé, encore appelé double vernissage, donne des résultats intéressants. Malgré tout, des problèmes subsistent comme par exemple un séchage indispensable du vernis aqueux avant dépose du vernis UV, séchage qui est plus problématique et énergivore que le séchage UV. Ce dernier a pour sa part l'avantage d'être quasi instantané. D'autre part, bien que considérablement atténués, les phénomènes de défaut de régularité de brillant au cours du temps ne sont pas totalement écartés. Autre hic, le coût de la machine, et là aussi, il faut que les commandes faisant appel à un tel vernissage puissent rentabiliser l'investissement.
 

L'introduction des encres hybrides

Poussée par ces multiples contraintes, Grafix North America, entreprise américaine spécialisée dans le matériel périphérique des presses, travaille sur un concept nouveau. Étant donné que le vernis UV est indispensable du fait de son incomparable rendu, il faut faire en sorte que l'encre soit plus compatible avec le vernis, ce qui passe par un travail sur l'encre. Et de là, en remplaçant une part des résines et diluants traditionnels par certains composants réticulant sous ultraviolets, il en découle une encre fortement intéressante, relativement compatible avec le matériel traditionnel (rouleaux, blanchets, etc.), qui plus est diminue les effets néfastes sur le brillant. De cette configuration prometteuse (encre + primer + vernis UV + sécheur UV/IR et air chaud), il n'y a plus qu'à franchir le dernier pas : supprimer le "primer" pour s'affranchir d'un groupe et vérifier la compatibilité de l'encre avec le vernis. Là encore, les essais deviennent concluants. Puis d'autres essais ont lieu, montrant que les résultats de brillant sont encore meilleurs en disposant un sécheur intermédiaire avant le vernis, de sorte que la couche d'encre soit sèche au toucher avant d'être vernie. Après vernissage, un sécheur mixte IR/air chaud permet d'activer le séchage de la portion d'encre qui sèche par oxydopolymérisation, puis un sécheur UV permet la réticulation du vernis, en obtenant au final un imprimé prêt à recevoir d'autres étapes de façonnage et finition. Et c'est ainsi que naît le procédé baptisé CoCure™. Testé en partenariat avec l'imprimerie Fong & Fong Printers en Californie dès mars 1997, le procédé nécessite encore 6 mois pour sa mise au point. Depuis 1999, année où il remporte le prix de la GATF Intertech Technology, une quarantaine de systèmes ont été installés. On devrait atteindre un peu plus de 70 systèmes d'ici la fin de cette année. Résultat :

    un seul passage sur une presse 5 groupes dont un vernisseur (investissement quasi indispensable pour qui veut proposer des produits brillants) ;
  les temps de changement d'une catégorie d'encre par une autre restent acceptables, les matériaux étant compatibles avec les deux types d'encres ;
  un haut degré de brillant de l'imprimé est obtenu, stable et uniforme.

Depuis, d'autres fournisseurs de matériels plus spécialisés dans les sécheurs développent des systèmes adaptés aux encres hybrides. Leurs propositions ne se différencient au fond que par le nombre, l'emplacement et la performance des sécheurs employés. On peut citer Technotrans, qui est en train de mettre au point sa première installation aux États-Unis : la technologie est similaire , les sécheurs sont installés entre le dernier groupe d'encrage et la tour vernisseuse, un autre sécheur étant situé entre l'avant dernier et le dernier groupe d'impression. Rien de bien innovant en première approche.
 

La Drupa 2000

L'année dernière à la DRUPA, on a pu assister sur le stand de KBA à une démonstration de ce type d'encre sur une Rapida 105. La configuration présentée était la suivante :

    impression quadri avec des encres HyBryte fournies par Sun ;
  séchage sous une lampe UV de 160 W/cm ;
  passage dans le groupe vernisseur ;
  séchage IR/air chaud ;
  passage sous un sécheur UV constitué de trois lampes UV de 160 W/m chacune ;
  enfin les feuilles se dirigent vers la sortie rallongée de la machine.

Selon le constructeur, cette machine (5 couleurs dont un groupe vernisseur) coûte environ 20 % moins cher que l'équivalent avec deux groupes vernisseurs, et seulement 2 à 3 % plus cher qu'une presse entièrement dédiée à l'impression UV. Du point de vue énergétique, cette configuration consommerait environ la même quantité d'énergie qu'une presse UV complète et beaucoup moins qu'une presse munie d'un système double vernissage.
 

Le bilan des utilisateurs

Alors qu'aux États-Unis près d'une centaine d'imprimeurs utilisent ces encres hybrides, en France, une seule entreprise a franchi le cap : il s'agit de l'imprimerie Terre de Couleurs, située à Riorges, dans la Loire. Imprimeur d'emballages, son PDG Valérie Germann a été séduit à la DRUPA par la présentation de ce système qui répondait à sa demande. Dans le cadre d'une presse à renouveler, ce système permettait à son entreprise d'éviter la sous-traitance pour le vernissage de produits de plus en plus nombreux, avec un carnet de commande en augmentation cette dernière année (voir le document pdf en ligne, pages 12 et 13).

Le choix de la configuration s'est porté sur une machine 5 couleurs avec un groupe vernisseur. La machine imprime trois jours sur cinq avec des encres hybrides (Sun Chemical et Epple Druckfarben) recouvertes d'un vernis UV, le reste de la production étant réalisé avec des encres conventionnelles suivies d'un vernis aqueux. Résultats :

    réduction des délais de fabrication (en moyenne un gain de 4 jours) ;
  haut degré de brillant assuré ;
  gain de 5-6 % par rapport à un produit nécessitant une sous-traitance.

Avec un peu de recul, l'offre d'encres hybrides s'élargissant à quasiment l'ensemble des fournisseurs d'encres, les inconvénients sont un peu mieux connus. Le premier cité est qu'il faut choisir soigneusement les revêtements de ses rouleaux, ses blanchets et ses plaques, car les composants (notamment photo-amorceurs et monomères des encres UV) ont tendance à faire gonfler très légèrement les surfaces (de façon moindre toutefois que les encres UV). En effet, compatibilité avec les blanchets et rouleaux traditionnels ne signifie pas forcément que tous les types existants conviennent.

De la même façon, la solution de mouillage doit faire l'objet de tests préalables, car le bon équilibre solution de mouillage/encre est apparemment plus difficile à atteindre et à maintenir. Toutefois, choisis correctement, on peut utiliser ensuite les encres conventionnelles avec ces mêmes matériaux. Quant au vernis UV déposé après les encres hybrides, mieux vaut choisir le vernis UV associé à la gamme d'encres hybride, pour garantir un résultat optimal.

Par ailleurs, selon les produits à imprimer et les caractéristiques du support, il est parfois souhaitable de prévoir un séchage UV intergroupe, ce qui accroît la consommation d'énergie.

On relate également que les produits de nettoyage ne seraient pas tout à fait au point, nécessitant une bonne organisation pour réduire, dans la semaine par exemple, le nombre de changement de gamme d'encres. Ce nettoyage resterait encore un peu difficile et ne serait pas encore adapté pour pouvoir être utilisé dans les systèmes de lavage automatiques.

Enfin, la gamme d'encres disponibles s'élargit peu à peu aux teintes Pantone, mais les encres métalliques ne sont pas encore disponibles, bien que certaines compagnies américaines notamment, s'y intéressent fortement comme MD-Both, spécialisée des encres métalliques, bronze, aluminium, etc.
 

Les autres avantages

D'autres imprimeurs considèrent que contrairement aux encres UV traditionnelles, les encres hybrides sont quasiment aussi faciles à imprimer que les encres offset conventionnelles. En effet, rappelons que les encres UV sont réputées pour :

    avoir une stabilité moyenne sur la machine du fait d'un équilibre entre la solution de mouillage et l'encre difficile à contrôler ;
  avoir un engraissement du point plus important que des encres offset pour machines à feuilles ;
  donner un contraste d'impression plus faible.

Ces points ne sont pas évoqués par les utilisateurs d'encres hybrides aux États-Unis. Il semblerait qu'elles aient les avantages des encres offset conventionnelles sur ces aspects. D'autres avantages cités sont similaires à ceux des encres UV, à savoir :

    un comportement d'encres fraîches dans l'encrier et sur les rouleaux puisqu'elles ne sèchent que si elles passent sous les lampes UV ;
  aucune apparition de peaux en surface des pots entamés ou des encriers ;
  les supports peuvent être des supports très fermés tels des plastiques, ces encres ayant des capacités suffisantes d'adhésion.

Ce type d'encres convient également à des applications de type mailing direct, sur des rotatives petite laize. Jusqu'à présent, le secteur principal d'application de ce type d'encres est l'emballage, plus particulièrement en cosmétique.
 

Le prix

Bien sûr, on s'attend à ce que ces encres presque miraculeuses soient plus chères que les encres offset conventionnelles. Pour l'instant, les indications que nous avons de la part des fournisseurs situent leur prix à un niveau 3 fois plus élevé (quand même…) que les encres offset conventionnelles, et environ 30 % de plus que les encres UV. À la Drupa, Sun Chemise prévoyait un coût d'environ 185 F/kg comparé aux 50-60 F/kg d'une encre conventionnelle.

Pour justifier un tel coût, les fournisseurs insistent sur le fait qu'il ne s'agit que d'un paramètre à intégrer dans un ensemble, et que les gains se situent sur d'autres plans :

    baisse des temps de calages (pas de changement de rouleaux et blanchets) ;
  intégration en ligne (à rapporter au coût de la sous-traitance, au coût d'une vernisseuse avec main d'œuvre, immobilisation, stockage et manipulation des produits si reprise) ;
  pas de poudrage ni de maintenance liée à celui-ci ;
  meilleure productivité puisqu'en ligne, le séchage est immédiat donc la finition est rapide.

 
L'investissement global

Comme pour tout investissement, il faut s'assurer que la technologie correspond effectivement au besoin de l'entreprise. On peut se poser les questions suivantes :

    la demande des clients est-elle réelle ?
  quelle part de la production est sous-traitée pour du vernissage ?
  y a-t-il une presse actuellement dédiée au vernissage et quel est son taux d'utilisation ?
  quelle part de produits nécessite un vernis UV, et aqueux ?
  quels sont les délais moyens de livraison et quels seraient réellement les avantages si ces délais étaient réduits ?
  pourrait-on avoir accès à d'autres marchés avec un tel produit, ou s'attend-on à ce que cette machine n'absorbe que ce qui est sous-traité ?
  en terme de personnel, quelles modifications seraient à apporter ?
  la partie finition est-elle adaptée et ne constituera-t-elle pas un goulot d'étranglement, faisant perdre les avantages du système ?

 
L'offre actuelle des fournisseurs

Aujourd'hui, bien qu'ils n'en fassent pas état lorsqu'ils présentent leurs produits, les fabricants d'encres proposent presque tous des encres hybrides. Dans le tableau ci-dessous, nous présentons une liste de fabricants ayant mis au point ce type d'encres, avec leur site Internet, et éventuellement un lien direct vers une page de présentation de la gamme hybride. Certains fabricants n'ont pas encore communiqué le nom commercial de la gamme correspondante.

FABRICANT SITE INTERNET NOM COMMERCIAL
Grafix North America http://www.grafixna.com/cocure33.doc CoCureTM
Hostmann-Steinberg (groupe Huber) http://hostmann-steinberg.com/hit\hyb.html Hosta-Cure Hybrid Y 25083
Superior Printing Inks http://www.superiorink.com Inter Cure HE* ou LE*
Epple Druckfarben http://www.epple-druckfarben.de Starbride
Inx Int. http://www.inxink.com UniCure
Sun Chemical http://www.sunchemical.com/printinginks.htm Hy Bryte
BASF/K+E http://www.basf-drucksysteme.de/index-e.shtml Novabryte
Wikoff Color Corporation http://www.wikoff.com/  
Flint Ink http://www.flintink.com Gemini
Braden Sutphin Ink Company http://www.bsink.com  
MD-Both http://www.mdboth.com
(site en construction)

SuperFusion
* HE High Energy et LE : Low Energy
 

Conclusion

Ce système semble très prometteur dans un secteur où le brillant est roi et où réellement il apporte une valeur ajoutée au produit, visible et négociable. Il apporte aujourd'hui une solution à l'imprimeur qui hier devait sous-traiter pour vernir, ou prévoir un second passage sur une autre machine. Par ailleurs, les défauts techniques qui peuvent encore être soulignés (nettoyage et stabilité sur presse par exemple) ne semblent pas insurmontables. Quant au prix, on peut toujours espérer qu'il s'ajuste au moins au prix des encres UV, si la demande croît, comme le pensent les fabricants d'encre. Maintenant, de là à affirmer que ces encres supplanteront complètement les encres UV du fait des qualités qu'elles ont semblé extraire à la fois de l'offset conventionnel et de l'UV, sans en prendre les défauts, c'est peut-être un peu prématuré.
 

Bibliographie

Lucot C. et Durbuis J.-M. UCB/Radcure, "L'impression UV, la technologie idéale pour l'imprimeur". In Forum UV Technology, Paris, 17 mai 2001, 17 pages.

Casatelli M. L. "Energy Curing Technology : a bright future". American Inkmaker. Mai 2001, p.18-21.

Anon. "UV Printing", American Printer. Mai 2001. P.48-49.

Toth D. "New cures for common coat". Graphic arts Monthly. Mars 2001, p. 47-50.

Toth D. "Coating and curing on press". Graphic arts Monthly. Mars 2001, p. S3-S5.

Savastano D. "The UV report" Ink World Magazine. Octobre 2001, p. 26,28,30,32.

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