Face à l'intérêt croissant pour les nouvelles encres UV LED et les encres UV à double polymérisation, les principaux fabricants d'encres à polymérisation énergétique sont optimistes quant à l'avenir de cette technologie.
Le marché du durcissement énergétique – durcissement par ultraviolets (UV), par LED UV et par faisceau d'électrons (EB)– constitue un marché solide depuis longtemps, les performances et les avantages environnementaux ayant stimulé la croissance des ventes dans de nombreuses applications.
Bien que la technologie de séchage énergétique soit utilisée dans un large éventail de marchés, les encres et les arts graphiques constituent l'un des segments les plus importants.
« De l’emballage à la signalétique, en passant par les étiquettes et l’impression commerciale, les encres à séchage UV offrent des avantages inégalés en termes d’efficacité, de qualité et de durabilité environnementale. »a déclaré Jayashri Bhadane, Transparency Market Research Inc.Bhadane estime que le marché atteindra 4,9 milliards de dollars de ventes d'ici fin 2031, avec un TCAC de 9,2 % par an.
Les principaux fabricants d'encres à séchage énergétique partagent cet optimisme. Derrick Hemmings, chef de produit, sérigraphie, flexographie à séchage énergétique, LED Amérique du Nord,Sun Chemical, a déclaré que si le secteur des encres à séchage énergétique continue de croître, certaines technologies existantes sont devenues moins utilisées, telles que les encres UV traditionnelles et les encres conventionnelles pour impression offset.
Hideyuki Hinataya, directeur général de la division des ventes d'encre à l'étranger pourT&K Toka, qui se situe principalement dans le segment des encres à polymérisation énergétique, a constaté que les ventes d'encres à polymérisation énergétique augmentent par rapport aux encres classiques à base d'huile.
Zeller+Gmelin est également un spécialiste des soins énergétiques ; Tim Smith deZeller+GmelinL'équipe de gestion des produits a noté que, grâce à leurs avantages en matière d'environnement, d'efficacité et de performance, l'industrie de l'impression adopte de plus en plus les encres à séchage énergétique, telles que les technologies UV et LED.
« Ces encres émettent moins de composés organiques volatils (COV) que les encres à solvant, ce qui est conforme aux réglementations environnementales plus strictes et aux objectifs de développement durable », a souligné Smith. « Elles offrent un séchage instantané et une consommation d'énergie réduite, améliorant ainsi la productivité. »
« De plus, leur adhérence, leur durabilité et leur résistance chimique supérieures les rendent adaptées à diverses applications, notamment les emballages et les étiquettes de produits de grande consommation », a ajouté M. Smith. « Malgré un coût initial plus élevé, les gains d’efficacité opérationnelle et les améliorations de qualité à long terme justifient l’investissement. Zeller+Gmelin a adopté cette tendance vers les encres à séchage énergétique, qui témoigne de l’engagement du secteur envers l’innovation, le développement durable et la satisfaction des exigences changeantes des clients et des organismes de réglementation. »
Anna Niewiadomska, responsable marketing mondial pour le web étroit,Groupe Flint, a déclaré que l'intérêt pour les encres à polymérisation énergétique et la croissance des volumes de vente ont fait de grands progrès au cours des 20 dernières années, ce qui en fait le procédé d'impression dominant dans le secteur des supports à bande étroite.
« Cette croissance s’explique notamment par l’amélioration de la qualité et des caractéristiques d’impression, l’augmentation de la productivité et la réduction de la consommation d’énergie et des déchets, en particulier grâce à l’arrivée des LED UV », a souligné Niewiadomska. « De plus, les encres à séchage énergétique peuvent égaler, voire surpasser, la qualité de la typographie et de l’offset et offrir des caractéristiques d’impression supérieures sur une gamme de supports plus étendue que la flexographie à base d’eau. »
Niewiadomska a ajouté que, face à l'augmentation des coûts énergétiques et à l'importance croissante accordée au développement durable, l'adoption des LED UV à polymérisation énergétique et des encres à double polymérisation est en pleine croissance.
« Il est intéressant de constater un intérêt accru non seulement de la part des imprimeurs à bande étroite, mais aussi de la part des imprimeurs flexographiques à bande large et moyenne qui cherchent à économiser de l'énergie et à réduire leur empreinte carbone », a poursuivi Niewiadomska.
« Nous constatons un intérêt constant du marché pour les encres et les revêtements à polymérisation énergétique, et ce, pour une large gamme d'applications et de supports », a déclaré Bret Lessard, chef de produit chezINX International Ink Co.« Les vitesses de production plus rapides et l’impact environnemental réduit offerts par ces encres correspondent parfaitement aux préoccupations de nos clients », a-t-on déclaré.
Fabian Köhn, responsable mondial de la gestion des produits à bande étroite chezSiegwerk, a déclaré que si les ventes d'encres à polymérisation énergétique stagnent actuellement aux États-Unis et en Europe, Siegwerk constate un marché très dynamique avec un segment UV en pleine croissance en Asie.
« Les nouvelles presses flexographiques sont désormais majoritairement équipées de lampes LED, et dans l'impression offset, de nombreux clients investissent déjà dans le séchage UV ou LED en raison de leur efficacité supérieure par rapport aux machines d'impression offset conventionnelles », a observé Köhn.
L'essor des LED UV
On distingue trois grandes technologies de polymérisation par énergie. Les UV et les LED UV sont les plus importantes, tandis que l'électrolyse de l'eau (EB) est beaucoup plus marginale. La concurrence la plus intéressante se situe entre les UV et les LED UV, cette dernière étant plus récente et connaissant une croissance bien plus rapide.
« Les imprimeurs s’engagent de plus en plus à intégrer les LED UV dans leurs équipements neufs et modernisés », a déclaré Jonathan Graunke, vice-président de la technologie UV/EB et directeur adjoint de la R&D chez INX International Ink Co. « L’utilisation de l’UV en fin de presse reste courante pour optimiser le rapport coût/performance, notamment pour les vernis. »
Köhn a souligné que, comme les années précédentes, la technologie LED UV connaît une croissance plus rapide que la technologie UV traditionnelle, notamment en Europe, où les coûts énergétiques élevés agissent comme un catalyseur pour la technologie LED.
« Ici, les imprimeurs investissent principalement dans la technologie LED pour remplacer les anciennes lampes UV, voire des presses entières », a ajouté Köhn. « Cependant, nous constatons également une forte dynamique en faveur du séchage LED sur des marchés comme l'Inde, l'Asie du Sud-Est et l'Amérique latine, tandis que la Chine et les États-Unis affichent déjà un taux de pénétration élevé de cette technologie. »
Hinataya a indiqué que l'impression UV LED a connu une forte croissance. « On suppose que cela s'explique par la hausse du coût de l'électricité et le passage des lampes à mercure aux lampes LED », a-t-il ajouté.
Jonathan Harkins, de l'équipe de gestion des produits de Zeller+Gmelin, a indiqué que la technologie LED UV connaît une croissance plus rapide que le séchage UV traditionnel dans l'industrie de l'impression.
« Cette croissance est due aux avantages des LED UV, notamment leur faible consommation d'énergie, leur durée de vie plus longue, leur faible dégagement de chaleur et leur capacité à polymériser une gamme plus étendue de substrats sans endommager les matériaux thermosensibles », a ajouté Harkins.
« Ces avantages s'inscrivent dans la tendance croissante du secteur à privilégier la durabilité et l'efficacité », a déclaré Harkins. « Par conséquent, les imprimeurs investissent de plus en plus dans des équipements intégrant la technologie de séchage LED. Cette évolution se traduit par l'adoption rapide des systèmes UV LED sur de nombreux marchés de l'impression couverts par Zeller+Gmelin, notamment la flexographie, l'offset sec et la lithographie. Cette tendance reflète un mouvement plus large du secteur vers des solutions d'impression plus respectueuses de l'environnement et plus économiques, avec la technologie UV LED à l'avant-garde. »
Hemmings a déclaré que le marché des LED UV continue de croître de manière significative à mesure qu'il évolue pour répondre à des besoins de durabilité accrus.
« La faible consommation d’énergie, les coûts de maintenance réduits, la possibilité d’imprimer sur des supports légers et sur des matériaux thermosensibles sont autant d’atouts majeurs qui favorisent l’utilisation des encres UV LED », a souligné Hemmings. « Les transformateurs et les marques sont de plus en plus demandeurs de solutions UV LED, et la plupart des fabricants de presses produisent désormais des presses facilement convertibles à l’UV LED pour répondre à cette demande. »
Niewiadomska a déclaré que le séchage par LED UV a connu une croissance significative au cours des trois dernières années en raison de divers facteurs, notamment l'augmentation des coûts de l'énergie, les exigences de réduction de l'empreinte carbone et la réduction des déchets.
« De plus, nous constatons une gamme plus complète de lampes UV LED sur le marché, offrant ainsi aux imprimeurs et aux transformateurs un choix plus vaste », a souligné Niewiadomska. « Les transformateurs de supports étroits du monde entier reconnaissent que la technologie UV LED est éprouvée et performante, et comprennent tous ses avantages : réduction des coûts d’impression, diminution des déchets, absence de production d’ozone, suppression des lampes à mercure et productivité accrue. Surtout, la plupart des transformateurs de supports étroits investissant dans de nouvelles presses flexographiques UV peuvent opter pour la technologie UV LED ou pour un système d’éclairage pouvant être rapidement et économiquement converti à la technologie UV LED selon leurs besoins. »
Encres à double polymérisation
On observe un intérêt croissant pour la technologie UV à double polymérisation ou hybride, c'est-à-dire les encres qui peuvent être polymérisées à l'aide d'un éclairage conventionnel ou d'un éclairage LED UV.
« Il est bien connu », a déclaré Graunke, « que la plupart des encres qui durcissent avec des LED durcissent également avec des systèmes UV et UV additifs (H-UV). »
Selon Köhn de Siegwerk, les encres polymérisables par lampes LED le sont également par lampes à arc au mercure classiques. Toutefois, leur coût est nettement supérieur à celui des encres UV.
« C’est pourquoi il existe encore sur le marché des encres UV dédiées », a ajouté Köhn. « Par conséquent, si vous souhaitez proposer un véritable système à double polymérisation, vous devez choisir une formulation qui allie coût et performance. »
« Notre entreprise commercialise déjà des encres à double polymérisation depuis six ou sept ans sous la marque « UV CORE », a déclaré Hinataya. « Le choix du photo-initiateur est crucial pour ce type d’encre. Nous avons ainsi pu sélectionner les matières premières les plus adaptées et développer une encre répondant aux besoins du marché. »
Erik Jacob, de l'équipe de gestion des produits de Zeller+Gmelin, a constaté un intérêt croissant pour les encres à double polymérisation. Cet intérêt s'explique par la flexibilité et la polyvalence qu'elles offrent aux imprimeurs.
« Les encres à double polymérisation permettent aux imprimeurs de tirer parti des avantages de la polymérisation LED, tels que l'efficacité énergétique et la réduction de l'exposition à la chaleur, tout en conservant la compatibilité avec les systèmes de polymérisation UV traditionnels existants », a déclaré Jacob. « Cette compatibilité est particulièrement intéressante pour les imprimeurs qui adoptent progressivement la technologie LED ou qui utilisent un parc d'équipements mixtes, anciens et nouveaux. »
Jacob a ajouté qu'en conséquence, Zeller+Gmelin et d'autres fabricants d'encres développent des encres capables de fonctionner sous les deux mécanismes de séchage sans compromettre la qualité ni la durabilité, répondant ainsi à la demande du marché pour des solutions d'impression plus adaptables et durables.
« Cette tendance met en lumière les efforts constants de l'industrie pour innover et offrir aux imprimeurs des options plus polyvalentes et respectueuses de l'environnement », a déclaré Jacob.
« Les transformateurs qui adoptent le séchage par LED ont besoin d'encres compatibles avec les procédés de séchage traditionnels et par LED. Or, cela ne représente pas un défi technique, car, d'après notre expérience, toutes les encres LED sèchent parfaitement sous les lampes à mercure », a déclaré Hemmings. « Cette caractéristique intrinsèque des encres LED permet aux clients de passer facilement des encres UV traditionnelles aux encres LED. »
Niewiadomska a déclaré que Flint Group constatait un intérêt constant pour la technologie de double polymérisation.
« Un système de double polymérisation permet aux transformateurs d’utiliser la même encre sur leurs presses à polymérisation UV LED et UV conventionnelles, ce qui réduit les stocks et la complexité », a ajouté Niewiadomska. « Le groupe Flint est à la pointe de la technologie de polymérisation UV LED, notamment en matière de double polymérisation. L’entreprise est pionnière dans le développement d’encres UV LED et à double polymérisation haute performance depuis plus de dix ans, bien avant que cette technologie ne devienne aussi accessible et répandue qu’aujourd’hui. »
Désencrage et recyclage
Face à l'intérêt croissant pour le développement durable, les fabricants d'encre ont dû répondre aux préoccupations liées aux encres UV et EB en matière de désencrage et de recyclage.
« Il y en a quelques-unes, mais elles sont généralement minimes », a déclaré Graunke. « Nous savons que les produits UV/EB peuvent répondre à des besoins spécifiques en matière de recyclage des matériaux. »
« Par exemple, INX a obtenu la note de 99/100 auprès d'INGEDE pour le désencrage du papier », a observé Graunke. « Radtech Europe a commandé une étude FOGRA qui a démontré que les encres offset UV sont désencrables sur papier. Le support joue un rôle majeur dans les propriétés de recyclage du papier ; il convient donc d'être prudent lorsqu'on généralise les affirmations de certification en matière de recyclage. »
« INX propose des solutions pour le recyclage des plastiques dont les encres sont conçues pour rester sur le support », a ajouté Graunke. « Ainsi, l’article imprimé peut être séparé du plastique principal lors du processus de recyclage sans contaminer la solution de lavage caustique. Nous proposons également des solutions de désencrage permettant d’intégrer le plastique imprimé au flux de recyclage après élimination de l’encre. C’est notamment le cas pour les films rétractables destinés à la récupération du PET. »
Köhn a noté que pour les applications plastiques, il existe des inquiétudes, notamment de la part des recycleurs, quant à une possible contamination de l'eau de lavage et du matériau recyclé.
« L’industrie a déjà lancé plusieurs projets pour prouver que le désencrage des encres UV peut être bien contrôlé et que le produit recyclé final et l’eau de lavage ne sont pas contaminés par des composants de l’encre », a observé Köhn.
« En ce qui concerne l’eau de lavage, l’utilisation d’encres UV présente même certains avantages par rapport à d’autres technologies d’encre », a ajouté Köhn. « Par exemple, le film durci se détache en particules plus grosses, qui peuvent être filtrées plus facilement de l’eau de lavage. »
Köhn a souligné que, pour les applications papier, le désencrage et le recyclage sont déjà des procédés bien établis.
« Il existe déjà des systèmes d'impression offset UV certifiés par INGEDE comme étant facilement désencrables du papier, de sorte que les imprimeurs peuvent continuer à bénéficier des avantages de la technologie d'encre UV sans compromettre la recyclabilité », a déclaré Köhn.
Hinataya a indiqué que des progrès sont en cours en matière de désencrage et de recyclabilité des imprimés.
« Pour le papier, la distribution d'encres conformes aux normes de désencrage INGEDE augmente, et le désencrage est devenu techniquement possible, mais le défi consiste à mettre en place une infrastructure permettant d'améliorer le recyclage des ressources », a ajouté Hinataya.
« Certaines encres à polymérisation énergétique se désencrivent facilement, ce qui améliore leur recyclabilité », a déclaré Hemmings. « L'utilisation finale et le type de support sont également des facteurs importants pour déterminer les performances de recyclage. Les encres à polymérisation UV-LED SolarWave CRCL de Sun Chemical répondent aux exigences de l'Association des recycleurs de plastique (APR) en matière de lavabilité et de rétention, et ne nécessitent pas l'utilisation d'apprêts. »
Niewiadomska a noté que Flint Group a lancé sa gamme Evolution d'apprêts et de vernis pour répondre au besoin d'une économie circulaire dans le secteur de l'emballage.
« L’apprêt de désencrage Evolution permet de désencrer les matériaux des manchons pendant le lavage, ce qui garantit que les étiquettes rétractables peuvent être recyclées avec la bouteille, augmentant ainsi le rendement des matériaux recyclés et réduisant le temps et les coûts associés au processus de retrait des étiquettes », a déclaré Niewiadomska.
« Le vernis Evolution est appliqué sur les étiquettes après l'impression couleur, protégeant ainsi l'encre en empêchant les bavures et l'abrasion pendant le stockage, puis lors du processus de recyclage », a-t-elle ajouté. « Ce vernis assure une séparation nette de l'étiquette et de son emballage, permettant ainsi le recyclage de ce dernier en matériaux de haute qualité et à forte valeur ajoutée. Il n'altère ni la couleur de l'encre, ni la qualité de l'image, ni la lisibilité du code. »
« La gamme Evolution répond directement aux enjeux du recyclage et contribue ainsi à assurer un avenir solide au secteur de l'emballage », a conclu Niewiadomska. « Le vernis et l'apprêt désencré Evolution augmentent considérablement les chances que tout produit sur lequel ils sont utilisés soit entièrement recyclé. »
Harkins a constaté que même en cas de contact indirect, l'utilisation d'encres UV sur les emballages alimentaires et de boissons, ainsi que leur impact sur les processus de recyclage, suscitent des inquiétudes. Le principal problème réside dans la migration potentielle de photo-initiateurs et d'autres substances des encres vers les aliments ou les boissons, ce qui pourrait engendrer des risques pour la santé.
« Le désencrage est une priorité pour les imprimeurs soucieux de l’environnement », a ajouté Harkins. « Zeller+Gmelin a mis au point une technologie révolutionnaire qui permet de détacher l’encre polymérisée par énergie lors du recyclage, ce qui permet de recycler un plastique plus propre pour la fabrication de produits de consommation. Cette technologie s’appelle EarthPrint. »
Harkins a déclaré qu'en matière de recyclage, le défi réside dans la compatibilité des encres avec les processus de recyclage, car certaines encres UV peuvent entraver la recyclabilité des supports papier et plastique en affectant la qualité des matériaux recyclés.
« Pour répondre à ces préoccupations, Zeller+Gmelin s'est concentré sur le développement d'encres présentant des propriétés de migration plus faibles, améliorant ainsi la compatibilité avec les processus de recyclage et la conformité aux réglementations afin de garantir la sécurité des consommateurs et la durabilité environnementale », a noté Harkins.
Date de publication : 27 juin 2024
