Techniques de contrôle de l'impression en teinte directe pour les emballages en carton
Ces dernières années, l'impression en teinte directe (Pantone) est largement utilisée pour les emballages en carton. Ses avantages : les grands aplats de couleur sont vifs et offrent un bon impact en rayon ; elle réduit les écarts de couleur dus à la superposition ou à la déformation des trames, assure une couleur stable et facile à identifier. Nous abordons ci-dessous, avec les confrères du secteur, l'application des encres en teinte directe et les techniques de contrôle de la couleur.
1. Contrôle de la teinte directe
Actuellement, la plupart des imprimeurs d'emballages en Chine disposent de moyens de mesure et de contrôle des teintes directes encore rudimentaires : la préparation des encres repose souvent sur l'expérience des opérateurs. Inconvénients : proportions imprécises, temps de préparation long, forte subjectivité. Quelques grands imprimeurs d'emballages ont adopté un système de formulation d'encres en teinte directe pour gérer ces opérations.
Ce système comprend un ordinateur, un logiciel de formulation, un spectrophotomètre, une balance d'analyse, un broyeur à encre et un étaloir. Les paramètres des papiers et encres fréquemment utilisés sont enregistrés dans une base de données ; le logiciel calcule automatiquement la formule correspondant à la teinte directe fournie par le client ; le spectrophotomètre mesure les valeurs CIE Lab, la densité et le ΔE, ce qui permet une gestion informatisée de la formulation des teintes directes.
Les spectrophotomètres courants sur le marché sont les marques américaine X-Rite et suisse Gretag. Selon l'appareil, la méthode de calcul des écarts de couleur diffère, ce qui entraîne des tolérances différentes.
L'espace de tolérance décrit par les écarts de couleur se divise en trois types : tolérance en boîte (CIE Lab), tolérance en éventail (CIE LCH) et tolérance sphérique (CMC 2:1). Plus le volume de cet espace est petit, plus la précision de la couleur est élevée.
Les écarts calculés selon ces différentes tolérances présentent un certain décalage avec l'appréciation de l'œil humain. La tolérance en boîte offre une exactitude de 75 %, la tolérance en éventail de 85 %, la tolérance sphérique de 95 %. Ainsi, différents spectrophotomètres, utilisant des méthodes de tolérance différentes, décrivent la couleur avec une précision variable.
On constate que la norme nationale utilise la tolérance en boîte (CIE Lab), dont l'exactitude n'est que de 75 %. Autrement dit, en production, même si le ΔE mesuré par le spectrophotomètre est nul, il subsiste 25 % d'écart. L'œil humain étant sensible au bleu, cet écart est le plus visible sur les bleus. Pour les clients dont les exigences dépassent la norme nationale, ce faible écart doit être surmonté. C'est pourquoi, lors de la préparation des encres en teinte directe, on combine généralement l'observation visuelle et la mesure au spectrophotomètre.
Les caractéristiques du papier, la finition de surface, les agents d'éclaircissement, la densité à sec et les différences de système influencent le contrôle des couleurs en teinte directe.[next]
2. Facteurs influençant les écarts de teinte directe
De nombreux facteurs peuvent provoquer des écarts lors de la production d'encres en teinte directe. Examinons-les séparément.
1. Influence du papier sur la couleur
L'influence du papier sur la couleur de la couche d'encre se manifeste principalement sur trois plans.
(1) Blancheur du papier : des papiers de blancheur différente (ou légèrement colorés) modifient l'aspect de la couche d'encre. Pour un même carton blanc, une blancheur différente se traduit surtout par une variation de la proportion d'encre noire dans la teinte directe, particulièrement pour les couleurs de luminosité supérieure à 70, ce qui entraîne des écarts importants dans la formule. En production, il faut donc choisir autant que possible des papiers de même blancheur pour réduire cette influence.
(2) Absorbance : une même encre imprimée dans les mêmes conditions sur des papiers d'absorbance différente donne un brillant différent. La structure du papier comporte des reliefs et des pores formés par les fibres végétales ; pour obtenir une surface uniforme et lisse, on applique généralement un couchage d'épaisseur variable. La nature et l'épaisseur du couchage déterminent la capacité d'absorption de l'encre. Une absorption différente entraîne nécessairement des différences de couleur. Sur papier non couché, comparé au papier couché, la couche d'encre noire paraît terne et sans brillant, et les couches colorées subissent une dérive, particulièrement sensible pour les couleurs obtenues par mélange de cyan et de magenta.
(3) Brillant et lissé : le brillant de l'imprimé dépend du brillant et du lissé du papier. La surface du papier d'impression est semi-brillante, surtout pour le papier couché.
Sur un imprimé en quadrichromie, lorsque la lumière arrive sur la surface du papier avec un angle d'incidence de 45°, environ 4 % de la lumière est réfléchie : c'est la réflexion de surface primaire. Le reste traverse la couche d'encre, subit une absorption sélective, puis est réfléchi à travers la couche et perçu par l'œil : c'est la couleur observée. Si le papier est brillant et lisse, la réflexion de surface primaire est spéculaire et peu perçue par l'œil ; la couleur observée correspond alors essentiellement à celle réfléchie à travers la couche d'encre. Si la surface est rugueuse et peu brillante, la réflexion de surface primaire devient diffuse ; la couleur perçue est un mélange de la couleur principale et de cette réflexion. Comme ce mélange contient du blanc, la saturation de la couleur principale diminue : l'imprimé paraît plus clair, la densité mesurée baisse et la luminosité augmente.
2. Influence de la finition de surface sur la couleur
Les finitions de surface des emballages comprennent principalement le pelliculage (brillant, mat) et le vernissage (vernis brillant, vernis mat, vernis UV). Après ces traitements, l'imprimé subit des variations de teinte et de densité plus ou moins importantes. Ces variations sont physiques et chimiques. Les variations physiques concernent l'ajout de réflexions spéculaire et diffuse en surface, ce qui influe sur la densité. Le pelliculage brillant, le vernis brillant et le vernis UV augmentent la densité ; le pelliculage mat et le vernis mat la diminuent. Les variations chimiques proviennent des solvants organiques contenus dans les colles de pelliculage, les couches de fond UV et les vernis UV, qui modifient la couleur de la couche d'encre.[next]
3. Influence des agents d'éclaircissement sur la couleur
L'agent d'éclaircissement est une substance pâteuse, incolore et transparente, qui sert principalement à éclaircir la couleur en impression de teinte directe. La quantité ajoutée influe sur la teinte, particulièrement sur les bleus.
Lors de la préparation des encres en teinte directe, le broyeur et l'étaloir exercent sur l'encre un cisaillement et une pression plus faibles que sur la presse. En production, on n'ajoute pas d'agent d'éclaircissement, mais pour fabriquer les nuanciers, il est nécessaire d'en ajouter afin d'obtenir des échantillons uniformes. À densité égale, le nuancier et l'imprimé présentent un écart de couleur : l'ajout d'agent d'éclaircissement modifie la distribution des pigments dans l'encre, donc son absorption, sa réfraction et sa réflexion de la lumière, d'où un écart dû aux différences de système.
4. Influence de la différence de densité à sec
À la sortie de presse, l'encre est encore humide et présente une densité différente de celle à l'état sec. Le phénomène où la densité à l'état humide est supérieure à celle à l'état sec est appelé « densité à sec ». Cela s'explique par le fait que la couche fraîche présente une certaine mise à niveau, donc une réflexion de surface surtout spéculaire : l'aspect est vif et brillant. À l'état sec, la réflexion de surface devient surtout diffuse, et l'aspect paraît plus terne qu'à la sortie de presse.
La densité à sec ne peut généralement être mesurée qu'après 30 à 60 minutes de séchage, ce qui complique la mesure et le contrôle de la densité des teintes directes.
Un densitomètre équipé d'un filtre polarisant élimine la lumière réfléchie spéculairement par la surface de la couche d'encre ; la densité humide mesurée est alors très proche de la densité sèche, et la valeur n'est plus affectée par l'état de séchage. Pour le papier couché, l'écart de densité mesuré est de 0,05 à 0,15 ; pour le papier non couché, de 0,1 à 0,2. Les écarts varient aussi selon la couleur : le jaune présente l'écart le plus faible, le noir le plus élevé, le bleu et le rouge se situant entre les deux. Avec un tel densitomètre, la valeur mesurée doit être légèrement supérieure à celle de l'échantillon standard pour jouer son rôle de contrôle.
5. Influence des différences de système
La fabrication des nuanciers au broyeur et à l'étaloir est un procédé « à sec », sans eau, tandis que l'impression est un procédé « humide », avec solution de mouillage. En offset, l'encre subit donc une émulsion eau-dans-encre ; cette émulsion modifie la distribution des pigments dans la couche, ce qui produit un écart de couleur et un aspect plus terne et moins vif.
Par ailleurs, la stabilité des encres utilisées pour la teinte directe, l'épaisseur de la couche, la précision de la pesée, l'état neuf ou usé des zones d'encrage de la presse, la vitesse d'impression et la quantité d'eau de mouillage influencent également les écarts.[next]
3. Contrôle des teintes directes
En résumé, pour garantir que les écarts de couleur d'un même lot ou de lots différents respectent la norme nationale et les exigences du client, nous appliquons le contrôle suivant en production.
1. Fabrication du nuancier
À partir de l'échantillon standard fourni par le client, le système de formulation assisté par ordinateur donne les proportions d'encre ; on prépare un petit échantillon d'encre, puis on « étale » avec le broyeur et l'étaloir des échantillons de densités différentes ; enfin, selon la tolérance d'écart exigée par la norme nationale (ou le client), on détermine au spectrophotomètre la limite standard, la limite claire et la limite foncée, et l'on fabrique le nuancier de référence (si l'écart dépasse la tolérance, il faut corriger). Une moitié du nuancier présente la couleur brute, l'autre moitié la couleur après finition de surface, pour faciliter le contrôle qualité, comme le montre l'illustration.
2. Vérification de la teinte directe
Le papier étant le principal facteur d'écart, avant chaque impression on « étale » un échantillon sur le papier réellement utilisé et on corrige légèrement par rapport au nuancier pour éliminer l'influence du papier.
3. Contrôle en impression
En cours d'impression, le conducteur contrôle l'épaisseur de la couche d'encre de la teinte directe à l'aide du nuancier de référence, en s'aidant d'un densitomètre pour mesurer la densité principale et la valeur Bk, afin de compenser la différence de densité entre encre humide et encre sèche.
En conclusion, en impression d'emballages, les causes d'écart de teinte directe sont multiples ; il convient d'analyser chaque cas en production, de résoudre les problèmes et de réduire les écarts au minimum pour fournir des emballages imprimés conformes aux attentes du client.