L’industrie de l’étiquette et de l’emballage souple impose aujourd’hui des cadences élevées sur des matériaux de plus en plus fins. Les supports thermosensibles comme le PE, le PP ou les films rétractables dominent le marché de la bande étroite. Cependant, ces substrats réagissent mal à la chaleur générée par les systèmes de polymérisation classiques. Maîtriser le séchage UV sans déformer le support est devenu un enjeu technique majeur pour les imprimeurs en flexographie et en offset.
Ce tutoriel détaille les stratégies techniques pour optimiser vos lignes de production et garantir une polymérisation parfaite sur supports fragiles.
Comprendre le défi thermique en bande étroite
Le séchage UV traditionnel repose sur des lampes à vapeur de mercure. Ces sources émettent une large gamme de longueurs d’onde. Outre les rayons UV nécessaires à la réaction chimique, elles produisent une quantité massive d’infrarouges (IR). Cette énergie thermique est directement absorbée par le film plastique et les composants de la presse.
En impression bande étroite, la distance entre la lampe et le support est réduite. Si la vitesse de défilement chute ou si la puissance est mal régulée, le support atteint son point de ramollissement. Le résultat est immédiat : allongement de la bande, perte de repérage, voire fonte du matériau. L’enjeu est donc de dissocier l’apport d’énergie actinique (utile à l’encre) de l’apport calorifique (nuisible au support).
L’avènement du LED UV : Une solution de précision
La technologie LED UV a transformé la gestion thermique en atelier de presse. Contrairement aux lampes à arc, les diodes émettent une longueur d’onde quasi monochromatique, généralement centrée sur 385 ou 395 nm.
L’avantage principal réside dans l’absence totale d’émissions infrarouges vers le support. La chaleur générée par les puces LED est évacuée par l’arrière du système via un circuit de refroidissement liquide. Pour un imprimeur d’étiquettes, passer au LED permet de traiter des films ultra-fins (12-20 microns) sans risque de déformation. De plus, l’allumage et l’extinction instantanés évitent l’accumulation de chaleur lors des arrêts machine, un point critique en flexographie.
Configuration machine : L’importance des cylindres refroidis
Même avec des systèmes UV performants, la gestion mécanique de la température reste indispensable. L’utilisation de cylindres de contre-pression refroidis (chilled rollers) est la norme pour les supports sensibles.
Ces cylindres, positionnés directement sous la lampe UV, agissent comme un dissipateur thermique. L’eau glycolée circulant à l’intérieur maintient la surface du tambour à une température stable, souvent entre 15°C et 22°C. Le contact intime entre le film et le métal froid neutralise l’élévation de température provoquée par la réaction exothermique de la polymérisation. Pour optimiser ce processus, veillez à ce que la tension de bande soit parfaitement régulée. Un mauvais contact avec le cylindre refroidi annule son efficacité.
Paramétrage de la puissance et de la vitesse
Adapter le séchage UV ne signifie pas simplement baisser la puissance des lampes. Une sous-exposition entraîne une migration des photo-initiateurs et des problèmes d’adhérence. Il faut trouver la “fenêtre de polymérisation” idéale.
- Rapport Puissance/Vitesse : La plupart des presses modernes intègrent une gestion automatique. La puissance des lampes doit suivre une courbe linéaire proportionnelle à la vitesse de la bande.
- Mesure de l’irradiance : Utilisez un radiomètre UV régulièrement. Il ne faut pas se fier uniquement au pourcentage affiché sur l’écran de contrôle. L’objectif est d’atteindre la dose (mJ/cm²) nécessaire avec l’irradiance (W/cm²) la plus basse possible pour limiter l’impact thermique.
- Réglage des obturateurs (Shutters) : Pour les systèmes à mercure, assurez-vous que les réflecteurs sont propres et que les obturateurs se ferment instantanément en cas de ralentissement brusque.
Chimie des encres et supports sensibles
Le choix de l’encre est indissociable du matériel de séchage. Pour les supports délicats, les formulations à haute réactivité sont préférables. Elles permettent de réduire la puissance globale des lampes tout en garantissant un séchage à cœur.
En impression offset UV ou flexo, les encres dédiées au LED contiennent des photo-initiateurs spécifiques qui réagissent aux ondes longues. Si vous utilisez des supports très absorbants ou des films à faible tension de surface, un traitement Corona en ligne peut être nécessaire. Cela améliore l’étalement de l’encre et, par extension, l’efficacité de la polymérisation en réduisant l’épaisseur de la couche à traverser par les rayons UV.
Guide pratique : Étapes d’optimisation sur presse
Pour adapter votre processus aux supports sensibles, suivez cette méthode rigoureuse :
Étape 1 : Calibrage à froid
Vérifiez l’alignement des lampes et la propreté des réflecteurs dichroïques. Ces derniers sont conçus pour réfléchir les UV tout en laissant passer les IR vers le haut. S’ils sont encrassés, ils renvoient la chaleur vers la bande.
Étape 2 : Test de ruban (Tape Test)
Réalisez des tests d’arrachage à différentes vitesses. Commencez par la vitesse maximale prévue pour la production. Si l’encre ne polymérise pas, augmentez la puissance par paliers de 5%. Si le support se rétracte, baissez la puissance ou augmentez le débit du groupe de froid.
Étape 3 : Analyse de la déformation
Mesurez la largeur de la bande à l’entrée et à la sortie de la zone de séchage. Une variation supérieure à 0,5 mm indique une surchauffe excessive. Dans ce cas, l’installation de filtres quartz supplémentaires entre la lampe et la bande peut être une solution intermédiaire efficace.
Maintenance préventive et suivi
Le séchage UV sur bande étroite est un équilibre fragile. Un système de refroidissement entartré perd 30% de son efficacité en quelques mois. Surveillez les échangeurs thermiques et changez les filtres à eau selon les préconisations constructeur.
Côté lampes, suivez le nombre d’heures d’utilisation. Une lampe en fin de vie émet moins d’UV mais continue de produire de la chaleur. Ce déséquilibre est le pire scénario pour les supports sensibles : vous chauffez le plastique sans sécher l’encre correctement. Le passage au LED élimine ce problème grâce à une durée de vie dépassant souvent 20 000 heures sans perte spectrale significative.
Vers une production plus durable
L’adaptation du séchage UV aux supports fragiles n’est pas qu’une contrainte technique. C’est aussi une opportunité économique. En maîtrisant la chaleur, vous réduisez le gâche matière et vous ouvrez votre parc machine à des produits à forte valeur ajoutée, comme les étiquettes de vin sur papiers texturés ou les packagings souples biosourcés.
L’intégration de capteurs de température sans contact (pyromètres IR) en sortie de séchage permet désormais un monitoring en temps réel. Cette donnée, couplée au pilotage de la presse, garantit une répétabilité parfaite de vos travaux, même sur les supports les plus capricieux du marché.
