La chimie d'une encre qui ne laisse aucune trace

Une grande partie de l'impression repose sur des encres qui laissent une marque durable, mais bien que certaines choses que nous imprimons soient destinées à durer des décennies ou plus (et nous avons certainement développé des technologies incroyables pour y parvenir), il existe de nombreux autres articles imprimés dont la durée de vie est beaucoup plus courte. Pour ceux-ci, le développement d'encres biodégradables est essentiel et joue un rôle extrêmement important à la fois dans nos objectifs de développement durable et dans l'innovation scientifique au sein de notre centre de R&D chez Canon Production Printing (CPP).

« Ce dont nous parlons, c'est le développement d'une nouvelle classe de chimie », explique Tom van Dijkman, responsable du programme de développement technologique chez CPP. Avec ses collègues, Ernst Ullersma et Peter Wetjens, il représente Canon Production Printing dans un consortium d'entreprises et d'universités pour lesquelles les encres et revêtements durables constituent également un défi. « En collaboration avec des organisations telles qu'AkzoNobel et Evonik, ainsi qu'avec un certain nombre de partenaires universitaires, nous avons créé le projet "SusInkCoat" afin d'explorer de nouvelles chimies, de nouveaux matériaux et de nouveaux procédés de production. » Et bien que tous les membres partagent cet objectif commun, il existe pour nous trois domaines d'une importance cruciale qui pourraient mener l'impression vers un avenir durable.

Matériaux liants

Il s'agit des substances qui maintiennent les particules de pigments ensemble et les font adhérer à une surface. « Nous sommes ici confrontés à une dichotomie », explique Tom. « D'une part, nous voulons que notre encre soit extrêmement stable sur l'impression, jusqu'à ce que nous souhaitions recycler le papier. Et puis, nous voulons un moyen avec une empreinte très faible pour éliminer l'encre au moment du recyclage. Pour cela, nous devons développer un type de chimie dans lequel nous intégrons un "interrupteur", quelque chose qui permet de dissocier ces matériaux. » C'est l'équivalent chimique d'un château de sable, qui conserve sa structure pendant un certain temps, mais qui disparaît proprement lorsqu'il n'est plus nécessaire.

« Dans un monde idéal », ajoute Tom, « nous aimerions que cela fasse partie du cycle naturel. Nous savons que les documents imprimés ne finissent pas toujours là où ils devraient, même si nous nous efforçons tous de les recycler autant que possible. » Cela pourrait se faire en travaillant sur une solution biosourcée, en créant une formulation circulaire qui provient de la nature et qui y retourne au moment de son élimination.

Pigments

« Actuellement, la chimie des pigments est entièrement basée sur les ressources fossiles et entraîne généralement des matériaux qui ne sont pas biodégradables du tout ou dont la biodégradabilité est très limitée », explique Tom. Traditionnellement, les pigments d'encre ont été conçus pour durer, mais cela peut leur conférer une empreinte environnementale importante, tant en termes de production que d'élimination. « Nous aimerions trouver des composés chimiques qui nous permettraient, par exemple, d'obtenir la couleur blanche sans utiliser de dioxyde de titane. Ou pour donner un aspect métallique sans utiliser de métaux, qui finissent sous forme de nanoparticules. »

Et la solution pourrait bien se trouver dans la nature elle-même. « Si vous regardez les ailes d'un papillon ou d'un oiseau, leurs couleurs ne proviennent généralement pas de pigments », explique Tom. « Les couleurs proviennent de la structure des matériaux qui diffractent la lumière. Nous voulons utiliser ce même principe pour obtenir des effets blancs et métalliques à l'aide de matériaux inoffensifs. »

Tensioactifs

Il s'agit de produits chimiques qui sont ajoutés aux encres et aux peintures pour les aider à s'étaler uniformément sur une surface, car sans eux, elles ont tendance à former des gouttelettes. Le bon tensioactif peut créer un film fin et uniforme qui s'étale parfaitement là où il est appliqué. Aujourd'hui, la plupart des tensioactifs utilisés dans le monde sont issus de la chimie fossile. « Et bien qu'ils soient très efficaces », explique Tom, « leur conception les rend également très persistants. » Cela signifie que s'ils se retrouvent dans la nature, ils ne sont pas facilement dégradables par les microbes ou les rayons UV.

Mais plus encore, l'ajout de ces tensioactifs extrêmement persistants dans l'environnement peut avoir un impact grave sur les cellules vivantes dans la nature. « Chaque cellule a sa propre "coquille" naturelle », ajoute Tom. « Elles entourent les masses d'eau qui contiennent toutes les structures nécessaires à la vie. Et ces coquilles peuvent être endommagées par les tensioactifs. » Il s'agit d'un problème qui touche tous les membres du consortium SusInkCoat, et la course est lancée pour trouver un nouveau type de chimie qui nous offre les propriétés tensioactives dont nous avons besoin, mais qui peut également être éliminé activement lorsque cela est nécessaire. « Pour nous, encore une fois, nous recherchons un interrupteur », explique Tom. « Nous voulons des tensioactifs qui permettent à l'encre de bien s'écouler jusqu'à ce qu'elle soit fixée. Nous voulons ensuite pouvoir décomposer ce tensioactif afin de minimiser son impact sur l'environnement. »

De nouveaux matériaux pour l'avenir de tous

Qu'il s'agisse des sciences des matériaux ou du développement de technologies optiques et d'impression avancées, nos équipes de recherche et développement gardent toujours à l'esprit notre philosophie d'entreprise du Kyosei : vivre et travailler ensemble pour le bien commun. Le consortium SusInkCoat est un excellent exemple de la réflexion et de la collaboration à long terme que nous apportons à la fois au développement de produits et à nos objectifs de développement durable en tant qu'entreprise. « C'est un voyage que nous entreprenons avec nos clients », ajoute Tom. « Et en exploitant les technologies que nous développons, nous sommes en mesure de créer des produits innovants, non seulement pour quelques années, mais aussi pour les décennies à venir. »

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