Smithers Pira identifie les principaux développements de la technologie du rayonnement qui stimulent la productivité sur le marché de l’impression à séchage par rayonnement.

D’après The Future of Radiation Curing Print Markets to 2022 (L’avenir des marchés de l’impression à séchage par rayonnement jusqu’en 2022)l’impression produite à l’aide d’encres et de vernis à séchage par rayonnement (UV et faisceau d’électrons) en 2017 représentait environ 1,38 trillion d’impressions A4, soit une valeur de 63,4 milliards de dollars. Le marché croît d’environ 2 à 3 % par an en termes de tonnage.

Le chiffre d’affaires des encres augmentant plus rapidement que l’ensemble du marché du graphisme et de l’emballage, les utilisateurs tirent parti du séchage instantané pour améliorer l’efficacité de leur production et exploiter les propriétés décoratives et fonctionnelles des encres et des revêtements. Le séchage par rayonnement permet non seulement de gagner du temps grâce au séchage instantané, mais aussi d’améliorer l’efficacité d’un processus de production plus large.

Alors que les volumes d’impression dans le secteur graphique en général diminuent de 3,0 % par an entre 2012 et 2022, les segments de l’impression avec séchage par rayonnement, ainsi que le marché de l’emballage toujours en plein essor, sont en passe d’accroître leur part de marché. Le volume du séchage par rayonnement augmentera de 25,0 % en volume et de 33,6 % en valeur au cours de cette période.

Smithers Pira identifie les principaux développements dans les technologies de formulation et de séchage des encres et vernis qui sont à la base de cette expansion.

Durcissement par UV à faible énergie

Les méthodes de séchage UV évoluent. En 2017, la majorité des séchages aux ultraviolets sont encore effectués à l’aide de lampes à quartz à vapeur de mercure, mais celles-ci mettent du temps à chauffer et présentent des risques potentiels pour la santé et l’environnement en fin de vie.

Ces limitations amplifient les avantages du séchage à faible consommation d’énergie. Ce système de séchage est conçu pour sécher l’impression en utilisant beaucoup moins d’énergie que les lampes à vapeur de mercure traditionnelles, avec une seule lampe dopée au mercure.

Le système utilise des encres spéciales qui coûtent plus cher que les encres et vernis traditionnels à séchage UV. Ces lampes n’émettent pas les longueurs d’onde UV les plus courtes qui génèrent de l’ozone, ce qui supprime la nécessité d’extraire l’ozone. Elles produisent moins de chaleur résiduelle et nécessitent donc moins de refroidissement, ce qui réduit encore la consommation d’énergie.

Cette technologie est désormais adoptée en Amérique du Nord et en Europe. Le séchage à faible consommation d’énergie peut être utilisé sur les presses à retiration avec deux lampes pour sécher chaque côté, et Komori a des presses à bobines commerciales qui utilisent la technologie H-UV au lieu d’un four à air chaud, réduisant ainsi l’encombrement de la presse – ce qui est important sur son marché d’origine, le Japon, où le coût très élevé de l’immobilier fait que l’économie d’espace peut représenter un avantage de coût significatif.

Durcissement par LED UV

Le séchage par LED UV utilise des diodes électroluminescentes qui émettent une bande étroite d’UV, délivrant un pic d’énergie UV, qui fournit une large distribution de sortie à travers le spectre, y compris le visible et l’infrarouge.

Le séchage par LED consomme encore moins d’énergie que les systèmes UV à lampe à mercure à faible consommation d’énergie, et la mise en marche et l’arrêt sont instantanés, ce qui permet de réduire encore le temps d’arrêt nécessaire pour attendre que les lampes atteignent leur pleine puissance, et de réaliser d’importantes économies d’énergie grâce à la synchronisation du séchage avec la pose de l’encre. L’inconvénient est la disponibilité limitée des encres appropriées et le coût élevé qui leur est actuellement associé.

La gamme de LED UV disponibles dans le commerce s’élargit, faisant de l’ombre à l’utilisation plus large des LED dans les installations d’éclairage général. Les imprimeurs qui utilisent déjà les LED UV font état d’une consommation d’énergie inférieure de 70 % à celle des systèmes UV classiques. Un autre attrait des systèmes LED UV est la brillance des couleurs, due à une teneur en pigments plus élevée.

Les LED UV dépassent les applications de niche pour entrer dans des segments à plus fort volume dans certains pays européens, tels que l’impression à feuilles, où la technologie présente l’avantage de pouvoir fournir une forte intensité de couleur.

Durcissement par faisceau d’électrons

Le durcissement par faisceau d’électrons utilise un faisceau d’électrons de grande puissance pour initier la réaction de polymérisation radicale libre. Un rideau d’électrons accélérés est émis vers la surface imprimée, dans une chambre sous vide. Les électrons énergétiques traversent une feuille de titane en direction de l’encre humide, l’énergie est absorbée par la couche d’encre et le processus de polymérisation a lieu.

L’avantage de cette technologie est la pénétration des électrons dans le corps du film d’encre, plutôt qu’à sa surface, ce qui garantit un bon durcissement à cœur. Elle est largement utilisée en Amérique sur les presses à grande laize, mais moins en Europe.

Des développements sont en cours pour élargir son utilisation grâce à des unités de séchage par faisceau d’électrons moins coûteuses et plus petites, y compris pour les premiers procédés à feuilles, et à la technologie des encres pour élargir l’utilisation sur les presses flexo et héliogravure. La proportion du faisceau d’électrons dans le durcissement par rayonnement reste faible, avec seulement 4 à 5 % en 2017, la plupart en Amérique du Nord et moins dans le reste du monde.

Encres et vernis à faible migration

Le séchage par rayonnement étant largement utilisé dans l’emballage des produits alimentaires, pharmaceutiques et du tabac, il est important qu’aucun composant ne puisse migrer de l’impression vers le produit et provoquer des effets organoleptiques. Ceci est particulièrement important pour les emballages de tabac, où les critères d’absence d’odeur et de résistance à la migration sont déterminés par le fait que le tabac est hygroscopique.

L’odeur et la salissure sont des problèmes potentiels pour tous les transformateurs. Les fabricants d’encres formulent des encres à faible migration en utilisant des composants sélectionnés, ce qui devrait garantir que la migration du film d’encre d’impression résultant sera dans les limites acceptées.

Les formulateurs d’encres peuvent choisir des composants parmi la gamme connue d’ingrédients approuvés, ou opter pour les nouvelles classes de matériaux disponibles qui offrent un potentiel de contamination intrinsèquement plus faible. Cette question est désormais abordée par le biais d’une nouvelle législation annoncée en 2017 dans l’UE et sur d’autres marchés comme le Japon.

Encres hybrides

Plusieurs fabricants d’encres explorent de nouvelles méthodes de formulation des encres afin d’élargir la gamme d’applications des encres UV et à faisceau d’électrons et d’améliorer leurs performances sur presse.

Les fabricants d’encres mettent au point des encres à séchage UV et EB contenant de l’eau ou des solvants. Ceux-ci agissent comme des diluants et il y a un certain degré d’évaporation au stade de l’impression qui permet d’améliorer le piégeage humide sur humide.

L’héliogravure par faisceau d’électrons à base d’eau connaît des développements. Par exemple, IdeOn, chez Amgraph Packaging dans le Connecticut, utilise l’eau comme diluant pour les encres d’héliogravure durcissables par faisceau d’électrons.

L’un des principaux avantages de ces encres hybrides est qu’elles ne sont pas classées comme matières dangereuses, contrairement aux encres et aux vernis UV traditionnels 100 % solides. Cela signifie que les fabricants ne doivent pas apposer une étiquette de produit chimique dangereux sur l’emballage et qu’elles peuvent être transportées en vrac, alors qu’une encre UV classée comme dangereuse ne peut pas être transportée dans un conteneur de plus de 25 litres.

L’avenir des marchés de l’impression avec séchage par rayonnement jusqu’en 2022 fournit des données quantitatives sur la taille des marchés pour les principales technologies de séchage par irradiation au niveau mondial, en prévoyant les marchés jusqu’en 2022 par séchage, par méthode d’impression et par application finale. Pour plus d’informations, téléchargez la brochure ici.

Le salon FESPA Global Print Expo présente une technologie révolutionnaire de séchage par LED UV

La FESPA a souligné son engagement envers le marché industriel et a déclaré qu’il s’agissait d’un secteur d’activité en pleine croissance sur le marché de l’impression grand format.

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