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Maîtrise de l'énergie dans l'artisanat :
Imprimerie, sérigraphie

Le séchage des encres

Les caractéristiques des encres

Il existe quatre familles d'encres différentes dont les caractéristiques sont présentées dans le tableau suivant :

Caractéristiques des quatre familles d'encres
Encres Composition moyenne
   
A base de solvants
(Grasses minérales - Liquides solvantées - Waterless)		 50 % de solvants + 10 % de résines
+ 30 % de pigments + 10 % d'additifs
A l'eau (Liquides) 60 % d'eau + 15 % de résines
+ 20 % de pigments + 5 % d'additifs
Végétales (Grasses) 70 % d'huiles végétales + 15 % de résines +
10 % de pigments + 5 % d'additifs
UV 65 % de pré-polymères, monomères et oligomères
+ 10 % de photoamorceurs UV
+ 20 % de pigments + 5 % d'additifs
   

 

L'utilisation des encres

A chaque type d'encre utilisé correspondent des techniques et supports d'impression divers ainsi que des solutions de séchage différentes :

Caractéristiques des différents supports et techniques de séchage des encres
Encres > A base de solvants Liquides à l'eau Grasses végétales Waterless   UV 
             
Techniques d'impression Typographie Grasses minérales   x    
 Lithographie Grasses minérales   x    
 Sérigraphie Liquides solvantées x x   x
 Offset feuille Grasses minérales   x   x
 Waterless       x  
Numérique Liquides solvantées x     x
 
Supports  Papier x x x x x
Carton x x x x x
 Plastique  x     x x
 Métal  x     x   
 
Techniques de séchage Naturel Ventilation
(liquides solvantées)		 Déconseillé x x  
Air chaud x x x x  
 Infrarouges  x  x  x x  
 Ultraviolets         x
 
Prix (€ HT / kg)  8 à 25  7  8 à 25 12  23
             

 

Les mécanismes de séchage des encres

IIl existe trois mécanismes différents pour le séchage des encres :

  • par évaporation du solvant ou de l'eau dans l'atmosphère > Encres liquides
  • par pénétration de l'encre dans le support > Encres grasses
  • par transformation chimique :
    • soit par réaction avec l'oxygène de l'air (oxydopolymérisation) >Encres grasses
    • soit par réticulation sous l'action de rayons ultraviolets (UV) >Encres UV

 

Les techniques de séchage des encres 

Pour le séchage des encres, il existe cinq techniques différentes :

Caractéristiques des 5 techniques de séchage des encres
Technique de séchage
des encres		 Production de chaleur Energie thermique Vitesse séchage Productivité Investissement Fonctionnement énergétique Impact Environnement (Energie + COV) Entretien
               
Naturel Convection naturelle Aucune Très faible Néant Néant Uniquement COV Néant
Naturel (Claies) Convection forcée  Electricité - + + + + + +  + + + +
Air chaud (T) Convection forcée + + + - - + +

Infrarouges (IR) (C)

  Rayonnement IR Moyens + + + + + + + +
Ultraviolets (UV) (C) Rayonnement UV
1/3 UV + 2/3 IR		 + + + - + + +

+ + +
Ozone

 -
               

(Claies) Cabines ouvertes - (T) Cabines fermées - (C) Cassettes ou en bout de ligne

  • En sérigraphie, le séchage s'effectue naturellement dans des claies de séchage ou par air chaud dans des tunnels de séchage (Air chaud ou combinés Air chaud-IR-UV), notamment pour éliminer les COV contenus dans les encres.
  • En offset feuille, le choix se porte donc sur :
    • Le séchage infrarouges (IR) au moyen de cassettes par couleur ou en bout de ligne : il faut utiliser des infrarouges moyens qui, au contraire des infrarouges courts, n'échauffent pas le support mais seulement l'encre d'où un refroidissement nécessaire moins important.
      De plus, les infrarouges moyens sont plus efficaces énergétiquement. Ceci permet donc une économie d'énergie de 20 à 50 %.
    • Le séchage ultraviolets (avec des encres UV) au moyen de cassettes par couleur ou en bout de ligne : il faut optimiser le spectre des lampes UV, ce qui permet d'obtenir un maximum d'UV et un minimum d'IR donc un refroidissement nécessaire moins important d'où une certaine économie d'énergie. Il est également possible d'asservir la puissance des lampes UV à la vitesse de défilement du support. 

 

La récupération de chaleur sur le refroidissement du séchage infrarouges en offset feuille en bout de ligne pour le chauffage des ateliers en hiver

Il est possible de récupérer la chaleur dégagée par le condenseur du refroidisseur du séchage infrarouges en offset feuille en bout de ligne pour chauffer en partie les ateliers de production en hiver.

L'investissement moyen tourne aux alentours de 1 000 € HT. La surconsommation d'énergie est due à la ventilation. Les économies sont réalisées sur le chauffage de l'atelier en hiver en fonction de l'énergie utilisée et du temps de fonctionnement journalier du séchage infrarouges.

Schéma de fonctionnement de la récupération de chaleur sur séchage IR

En été, au moyen d'un by-pass, cette chaleur est directement rejetée à l'extérieur, ce qui permet d'éviter une température trop élevée dans les ateliers de production.

Cette solution est donc amortie en moins de 10 ans pour une puissance de séchage infrarouges en bout de ligne comprise entre 16 et 20 kW pour de l'impression offset feuille 4 ou 5 couleurs.