Les vernis durcissant sous UV nécessitent des émetteurs qui couvrent en général le domaine spectral allant des UV-C aux UV-B. Dans la machine, il est cependant impossible de renoncer aux UV-A car le niveau d’absorption des rayons UVB/ C par les pigments couleur des encres hybrides et UV varie fortement selon la teinte.
Pour le durcissement des vernis UV, on a recours uniquement à des sécheurs de sortie UV. Le module UV qui abrite les trois émetteurs est toujours positionné en dernier dans la sortie rallongée afin d’augmenter autant que possible le temps d’étalement du vernis.
Les lampes en verre de quartz à vapeur de mercure à moyenne pression sont les plus utilisées.
Un émetteur UV conventionnel comprend une ou deux lampes montées devant des réflecteurs refroidis à l’eau. Ceux-ci font en même temps office d’obturateurs qui obscurcissent le support imprimé et les composants de la machine lorsque celle-ci est à l’arrêt. Les rayons IR gênants sont filtrés par le revêtement dichroïque de la surface des réflecteurs (dits « réflecteurs froids ») ou par un miroir semi-perméable (« miroir froid ») ; une plaque de verre à quartz est également disponible en option. Le verre à quartz des lampes arrête déjà une partie des émissions IR.
Pour augmenter le rendement, on pourra également recourir à l’inertage à l’azote car l’atmosphère contrôlée favorise le durcissement. Cette solution est intéressante lorsqu’il faut limiter la puissance d’émission UV pour éviter un apport de chaleur indésirable sur des supports thermosensibles puisque la réduction de l’énergie radiante nécessaire permet une diminution de l’apport de chaleur pouvant atteindre 80 %, et un abaissement de l’ordre de 15 °C de la température dans la pile. La vitesse de roulage peut quant à elle être augmentée puisque le temps de passage des feuilles sous les émetteurs est raccourci. Toutefois, cette solution est techniquement plus complexe en offset feuilles qu’en rotative offset en laize étroite à cause des pinces qui, en traversant à grande vitesse la chambre inerte, perturbent l’étanchéité.
La puissance est généralement suffisamment élevée pour que les émetteurs UV ne soient pas équipés de tubes jumelés. Certains fabricants proposent néanmoins des tubes séparés disposés par paires. La géométrie des réflecteurs est plus déterminante. En offset feuilles, on privilégie les réflecteurs convexes irréguliers dont le rayonnement diffus atteint aussi les parties de la feuille masquées par l’ombre des pinces. D’autres géométries sont utilisées en rotative offset : les miroirs paraboliques réfléchissent les rayonnements parallèlement à leur axe et ne conviennent pas aux couches fines, donc aux vernis. Les courbures elliptiques entraînent une focalisation, c’est-à-dire une concentration élevée sur une bande étroite.
Les encres et vernis UV, tout comme les encres hybrides, nécessitent une extraction de l’ozone dans la zone du sécheur final. L’ozone, gaz toxique à l’odeur très caractéristique, est produit par réaction des molécules à deux atomes d’oxygène de l’air qui, sous l’effet du rayonnement UV, se transforment en trioxygène. Il faut également prévoir un blindage opaque des émetteurs pour protéger les utilisateurs d’une exposition à la très forte puissance lumineuse des rayons UV qui provoquent des coups de soleil et des cancers de la peau.
Formation du film par application d’au moins deux vernis
Dans la pratique, deux vernis, voire même davantage, sont souvent appliqués dans des configurations spéciales. Les modules de séchage devront donc être combinés et configurés en conséquence.
Dans les machines à double vernissage, le vernis en dispersion forme la couche de fond sèche (primaire) préalable à l’application d’un vernis UV haute brillance. La dépose d’un primaire est nécessaire pour permettre le vernissage UV en ligne sur des encres à séchage par oxydation encore humides. On peut aussi appliquer successivement deux vernis en dispersion, dont le premier contient des pigments métallisés ou nacrés, pour produire des effets spéciaux. Avant l’application du deuxième vernis, le premier devra être entièrement sec. Deux tours de séchage intermédiaire comportant chacune deux émetteurs IR et des lames à air chaud sont par conséquent placées avant la dernière tour de vernissage. Suivant le type de vernis utilisé en second, des modules de séchage UV ou mixtes IR/air chaud sont activés dans la sortie rallongée pour le séchage final.
Les composants filmogènes des vernis gras, basés sur une formulation identique à celle des encres conventionnelles, rendent superflus émetteurs et systèmes d’extraction de l’air.
Le vernissage hybride consiste en la dépose sélective d’un vernis gras mat ou grainé sur les encres hybrides encore humides suivie de l’application en ligne d’un vernis brillant UV en aplat total. Les zones de vernis gras repoussent le vernis UV, créant ainsi un contraste brillant/ mat. Les encres hybrides sont habituellement séchées par des sécheurs intergroupes à UV-A après le premier groupe imprimant (pour stabilisation immédiate sur papier couché ou carton) et après le dernier groupe imprimant (donc après l’application du vernis gras). Lors du séchage UV final, le durcissement du vernis gras par oxydation est favorisé par l’apport de chaleur annexe des lampes UV mais c’est l’action de l’oxygène de l’air sur la surface de la feuille ou dans la pile qui est décisive. À cet effet, l’air soufflé chargé de stabiliser la feuille lors du transport et de la mise en pile ainsi qu’une poudre antimacullante seront utiles. Toutefois, le vernissage s’accommode mal d’un poudrage trop important qui nuit à la brillance.
Avec des vernis gras, des contrastes de brillance sont également réalisables en combinant un vernis chauffé drip-off avec un vernis twin-effect à température normale. À l’instar des vernis UV en vernissage hybride, ces vernis spéciaux n’adhèrent pas sur les zones couvertes par le vernis gras, mais leur base aqueuse les dispense de séchage final IR/air chaud. Cependant, ils ne permettent pas d’obtenir le niveau de brillance ni la variété d’effets spéciaux et filigranes qui sont l’apanage de la technologie hybride |
