Un test simple consiste à frotter la surface de l’impression à l’aide d’un tampon de coton imbibé d’un solvant très actif, la Méthyle Ethyle Cétone dite MEK. Une impression complètement réticulée doit résister à une dizaine d’aller et retours sans montrer de dégradation. Une faible résistance à ce solvant indique une insuffisance de durcissement.

Pour s’assurer de l’absence de tout résidu non réticulé et susceptible de provoquer une migration ou d’être responsable d’une odeur résiduelle, une analyse par chromatographie en phase liquide permet l’identification des molécules et détermine la part de molécules non réticulées.

Seul votre fournisseur d’encres est équipé pour procéder à une telle analyse qui garantit avec précision le taux de conversion des résines mises en œuvre.

Tous les composés acryliques présents dans les encres UV possèdent une odeur caractéristique mais seulement à l’état fluide. Lorsqu’ils ont atteint leur niveau complet de réticulation, le polymère obtenu est absolument inodore, ce qui permet donc par contrôle olfactif de vérifier aussi la complète réticulation sans se fier seulement à l’état sec de la surface des impressions.

L’absence de tout produit toxique dans les formules actuelles des encres et vernis lève tout interdit d’emploi. La législation française a admis également cet emploi mais l’imprimeur demeure seul responsable de la mise en œuvre de ces emballages imprimés en UV après s’être assuré par les tests nécessaires que le taux de réticulation soit total et que les impressions offrent le niveau correct quant à leur absence d’odeur.

Divers tests permettent de vérifier cette innocuité; le plus connu est le test de Robinson dans lequel les matériaux testés doivent accéder à la valeur 1 à 1,5 pour être garants de ne pas modifier l’odeur et le goût des denrées alimentaires emballées.

Le séchage cationique apporte en ce sens sécurité mais le séchage radicalaire donne à ce jour de très bons résultats en fonction des qualités et de leur bon emploi.

Par exemple FDS a équipé le leader mondial d’emballage de liquides en carton avec des sécheurs de 160 W/cm pour polymériser des encres Flexo à 300 m/min. En imprimant, nous avons dans ce cas un niveau de moins de 10 ppb de monomères ou de photo-initiateurs extractibles, donc 100% acceptable pour des emballages de produits liquides alimentaires.

Ces produits, nous l’avons précisé, sont composés à 100% de matière sèche:

• pigments et résines pour les encres,
• résines pour les vernis.

Les encres classiques offset contiennent de 15% à 30% d’huiles minérales peu coûteuses et les encres liquides à l’eau ou à solvants n’ont qu’un extrait sec de l’ordre de 30%. Tout ce qui est acheté en encres et vernis UV se retrouve sous forme d’impression. Cela justifie donc déjà un coût plus élevé que celui des encres traditionnelles. De plus la chimie des composés acryliques demeure onéreuse, c’est plus encore le cas pour les composants des encres et vernis à séchage cationique. Enfin les exigences de compatibilité pigments – résines acryliques exigent souvent de recourir pour la réalisation de certaines teintes à des pigments dont, hélas, le prix est à la hauteur des performances !

Les deux formulations d’encres, classiques à base d’huiles et résines phénoliques, UV à base de composés acryliques, sont totalement incompatibles et cela en n’importe quelle proportion. Lors d’un passage d’un produit à l’autre, il est donc nécessaire de veiller au complet nettoyage du groupe d’encrage.

Supportant très mal le contact avec les huiles minérales, le vernis UV peut également présenter des traces de refus lorsqu’il est appliqué à la surface d’impressions offset où subsisterait un film – invisible mais présent – d’huile minérale.

Les papetiers qui pratiquent le désencrage des vieux papiers utilisent un procédé par flottation à l’aide de produits détergents. Les impressions UV semblent nécessiter une action plus soutenue pour leur délitage et l’agglomérat des encres et vernis est retenu lors de l’épuration de la pâte à l’égal des adhésifs et colles également présents. Il n’y a donc pas d’empêchement ou de désavantage des impressions réalisées avec les encres et vernis UV.

Durant une trop longue période ce sont les solvants très actifs utilisés pour le nettoyage des encriers et des groupes d’encrage qui présentaient un niveau élevé de toxicité et un haut degré d’irritation. Les produits actuels sont tout aussi efficaces et ne présentent plus de risque pour l’utilisateur mais il est nécessaire d’utiliser les références adaptées aux composants UV.

En sachant que tous les composés acryliques utilisés dans la formulation des encres et vernis UV sont hautement hydrophobes, on aura une notion des problèmes qui se sont posés afin de dominer cet équilibre: éviter les engraissements de point, obtenir un taux satisfaisant d’émulsification de l’eau dans les encres.

L’emploi d’additifs de mouillage bien adaptés, l’adoption de résines prépolymères sur lesquelles il est possible de greffer des fonctions « grasses » favorables à l’équilibre eau/encre ont permis de normaliser les relations entre les encres UV et l’eau. Les produits UV ont pris une place importante dans l’ensemble des imprimeries offset et l’on assiste à une banalisation de leur emploi.

• Utiliser un sécheur performant par son énergie, facile d’entretien et régulièrement contrôlé pour s’assurer que le taux de rayonnement UV est suffisant.
• Adopter des encres présentant une bonne réactivité tout en offrant les meilleures qualités d’imprimabilité et le meilleur profil de performances finales en adhérence, brillance, souplesse, solidité…
• Contrôler soigneusement le taux de conversion des encres et des vernis en un polymère sec et stable en se souvenant que le résultat favorable dépend de quatre données essentielles :
• l’énergie UV émise par l’émetteur
• l’efficacité du dispositif réflecteur (ou son rendement)
• la quantité d’encre ou de vernis à sécher
• la vitesse de passage des impressions sous l’émetteur.

Ces quatre variables sont liées entre elles, et de leur bon équilibrage dépend le succès du séchage complet.

Le séchage par réticulation sous rayonnement UV a diverses applications dans les industries du bois (vernis pour meuble, impression de faux bois), dans les adhésifs, dans l’électronique (circuits imprimés, cadrans), ainsi que pour la fibre optique, la siliconisation, les textiles, …

De nombreuses autres utilisations sont sans doute à découvrir, c’est l’enjeu des années à venir.

Quel que soit le procédé d’impression utilisé, l’implantation d’un séchage UV apporte la garantie de séchage instantané ainsi que la sécurité de réception des impressions en bobines ou en piles de feuilles. La brillance et la dureté apportées par les encres UV constituent des qualités importantes, en particulier dans les domaines de l’emballage.

Mais cette technique implique bien évidemment une surveillance précise de certaines données:

• s’assurer que les lampes UV possèdent toujours le taux suffisant de rayonnement,
• vérifier l’état de propreté des lampes UV et des réflecteurs pour éviter une perte notable d’énergie,
• contrôler le degré complet de réticulation des impressions afin d’éviter les risques d’odeur résiduelle, de collage des impressions,
• vérifier que les équipements sont bien adaptés à l’emploi des encres UV: cuisson des plaques offset, rouleaux et blanchets, clichés photopolymères résistant au contact des encres et vernis.

Si les produits actuels n’offrent ni toxicité ni nocivité, il faut cependant toujours:

• éviter le contact avec la peau,
• utiliser des gants lors des opérations de lavage des groupes d’impression, car certains solvants sont agressifs pour l’épiderme.

On se souviendra que les encres et vernis UV ne doivent jamais être mélangés avec des formules dites « grasses » ou « classiques », les deux compositions étant incompatibles.

Pour la formation de votre personnel et pour la meilleure utilisation des produits UV, FDS vous propose la collaboration d’un ingénieur spécialisé dans la formulation et l’emploi des encres et vernis UV.

Il est très difficile de comparer la puissance de polymérisation des sécheurs entre les différentes marques en considérant uniquement la puissance en W/cm. En effet, il s’agit d’une puissance électrique, n’ayant rien à voir avec la quantité de rayonnement UV arrivant perpendiculairement ou non sur le papier.

Il n’est pas possible de directement extrapoler pour chaque besoins particulier, car les supports et les encres peuvent être très différents.

De plus, sachant que dans tout rayonnement ultraviolet près de 60% de l’énergie émise est de l’infrarouge, quasi-inutile à la polymérisation mais chauffant le support imprimé, il est donc bon de réduire cet échauffement néfaste pour ne pas endommager les supports traités. Bien que les formulateurs ne dédaignent pas une certaine chaleur lors de la polymérisation – celle-ci peut en effet aider à l’orientation des molécules de leurs liaisons entre elles -, les sécheurs de FDS émettront toujours assez d’IR pour ce besoin.