Bombardement électronique (EB)

Une alternative au séchage UV: l’électron-beam (EB)

Si vous avez un grand volume de papiers et cartons à enduire ou imprimer (plus de 10 Mm² par année), si la couche déposée est épaisse (> 10 g/m2) et surtout si elle est pigmentée, vous pouvez peut-être envisager de réaliser votre séchage ou polymérisation instantanée par un faisceau d’électrons accélérés. Il est obtenu à partir d’accélérateurs d’électrons; c’est en effet l’électron qui constitue la particule active et le procédé prend le nom d’électron-beam – EB en abrégé – c’est à dire flux d’électrons ou faisceau d’électrons.

A l’égal du fonctionnement d’un tube de télévision qui lui aussi émet des électrons pour sensibiliser les chromophores de l’écran, un ou des filaments métalliques (tungstène) sont chauffés. Les électrons émis sont accélérés sous vide par le moyen d’une différence de potentiel électrique de l’ordre de 80 à 200’000 V pour les applications dans l’imprimerie. Pour d’autres applications, cette tension peut aller jusqu’à plusieurs MV. Le flux d’électrons traverse une fenêtre, une feuille de titane mince (environ 8 à 15 mm) séparant la zone d’accélération sous vide de l’atmosphère, où défile le substrat imprimé qui doit être traité.

Les électrons décomposent les molécules en fragments et ions qui finalement se transforment en radicaux libres. L’accélérateur d’électrons se comporte de fait comme un générateur de radicaux libres. Les radicaux amorcent une polymérisation des résines ou diluants sans solvants, ayant des doubles liaisons ou acrylates incorporés par la production de radicaux réactifs.

Divers types d’accélérateurs d’électrons suivant la tension d’accélération existent en fonction de la branche d’utilisation:

• polymérisation de vernis et encres;
• enductions d’adhésifs et colles;
• vernissage du bois;
• réticulation d’isolation de câbles électriques;
• stérilisation;
• vulcanisation du caoutchouc;…

L’énergie développée est importante; mesurée en « kgy » (Kilo gray) ou en « Mrads » (Méga-rads) elle peut pénétrer à une certaine profondeur des matériaux en y réalisant les actions de réticulation.

Un avantage important de la technique EB est, en principe, la quasi-absence de chaleur de ce rayonnement.

Le coût de l’installation est important aussi bien pour la partie électrique que pour la source d’électrons qui implique un vide poussé. Les frais d’exploitation peuvent l’être aussi. Il faut des quantités importantes d’azote afin d’assurer l’élimination de l’oxygène dans la zone de traitement qui inhiberait la réaction de polymérisation en surface. De ce fait l’utilisation pour le séchage des encres et vernis d’impression est à ce jour limitée.