Le pour et le contre des diverses options technologiques

Les fabricants de revêtements de murs et sols destinés à la décoration intérieure ont de plus en plus recours à différentes techniques d'impression numérique. En plus de rendre les petites séries rentables, celles-ci permettent aussi et surtout la réalisation de designs très spécifiques, répondant aux desiderata des clients, voire personnalisés. Dans la plupart des cas, ces aménagements intérieurs concernent la sphère professionnelle, plus singulièrement dans l'horeca, les commerces et les bureaux. Ce que la littérature spécialisée internationale rassemble en général sous la notion fourre-tout de "digital interior décor". Cet article s'intéresse à l'impression numérique des revêtements muraux et en particulier ceux en vinyle (PVC) et en matériaux dits non tissés, ou intissés, que nous désignons sous l'appellation générique de "papier peint" (alors que la part du papier y est aujourd'hui pratiquement nulle.) Les machines utilisées à cette fin sont généralement des configurations rouleau-rouleau ou rotatives, et beaucoup moins souvent des systèmes dits hybrides (à plat/à rouleau). Parfois, le papier peint est doté préalablement d'un certain relief, ce qui pose des exigences spécifiques au système d'impression choisi. La largeur standard d'un rouleau de papier peint varie selon les continents, mais en Europe, elle est typiquement de 21" ou 53,5 cm, contre 27" ou 68,6 cm, aux États-Unis. Des rouleaux "double largeur" (42" et 54") sont aussi aujourd'hui disponibles et ils sont surtout en vogue dans les applications professionnelles. L'immense majorité des papiers peints est encore imprimée par une combinaison de flexographie et sérigraphie rotatives et d'héliogravure. La part de marché des systèmes numériques n'est pas très bien documentée et les chiffres sont partiellement contradictoires. Lors d'un webinaire "Digital Wallpaper Printing", organisé l'an dernier par IGI - The Global Wallcoverings Association, une présentation du fabricant de supports suédois Ahlstrom Munksjö évoquait une croissance d'environ 18% pour les dernières années, mais toujours pour ne représenter qu'une fraction du marché total en 2022. On parle d'une superficie de 99 millions de mètres carrés sur un total d'environ 2,3 milliards. Le marché des revêtements muraux imprimés en numérique est dominé par les différents matériaux à base de vinyle (PVC), pour environ 43%, et les intissés (à peu près 36%). Une norme de qualité incontournable concernant les papiers peints imprimés est EN12956: 1999 (Revêtements muraux en rouleaux - Détermination des dimensions, de la rectitude, de l'épongeabilité et de la lavabilité). Le protocole de test décrit dans cette norme conditionne l'attribution d'un label européen majeur. La norme de qualité prépondérante en Amérique du Nord est la W-101 (Quality Standard for Polymer Coated Fabric Wallcovering) de la Wallcoverings Association (WA). Celle-ci répartit les papiers peints en trois classes d'après les résultats obtenus par les méthodes de tests décrites, lesquelles portent notamment sur la résistance à la cassure et au déchirement, à l'adhérence des enduits, à la tenue aux UV, à la résistance aux taches, à la lessivabilité, etc. Dans le même ordre d'idée, il y a aussi la normalisation ASTM F793 (American Society of Testing and Materials). Beaucoup de fournisseurs de systèmes d'impression numérique de revêtements muraux ne communiquent que de manière limitée les informations sur les résultats obtenus par certains supports (modèles) après impression et séchage selon cette norme de qualité et d'autres standards. Xeikon, constructeur bien établi en Belgique, mise depuis déjà des années sur des systèmes intégraux associant la finition à l'impression des papiers peints par le procédé dit d'électrophotographie (EP) à toner sec. Le cabinet Smithers PIRA estime à une dizaine de pour cent la part de ces systèmes dans le marché de l'impression numérique de revêtements muraux (en termes de superficie imprimée). L'électrophotographie à toner sec présente l'avantage de ne pas nécessiter un prétraitement du support à imprimer. Mais elle exige un contrôle strict de son taux d'humidité. Xeikon propose aujourd'hui plusieurs suites "Wall Deco", configurées autour de ses presses 3050 REX, CX50 et CX500. Ces systèmes complets sont alimentés par des bobines pouvant peser jusqu'à 850 kg (1,5 m de diamètre) et disposent d'une table de collage permettant de joindre les extrémités de deux bobines avant l'impression, d'un module de nettoyage de la bande (pour éliminer la poussière du support à imprimer), d'un robuste système d'alignement des bandes (important pour une refente correcte de la bobine à la fin), d'un module de préconditionnement du support (pour obtenir le taux d'humidité souhaitée) - surtout important pour les intissés - d'un module de vernissage à anilox (vernis aqueux) avec sécheur à air chaud (qui confère le très prisé fini mat au papier peint imprimé)), d'un système en ligne de refente/rognage latéral (à 2 lames rotatives) et, pour terminer, d'un enrouleur avec coupe transversale (du constructeur Fotoba). Les toners ICE (QB-I sur les 3050 REX et CX50) et Cheetah (QB-CH sur la CX500) sont totalement inodores. Les systèmes Wall Deco Suite de Xeikon ne permettent pas d'imprimer sur des supports à fort relief. Il est alors nécessaire de procéder à un "gaufrage" après impression ou encore à l'application post-print d'un vernis structuré, par exemple en jet d'encre. À noter aussi, pour terminer, que la laize maximale (520 mm) est juste trop petite pour être entièrement compatible avec les largeurs de papier peint standard en Europe (535 mm), et donc certainement aussi aux États-Unis. Par souci d'exhaustivité, il convient de mentionner qu'HP aussi a fortement poussé son procédé d'électrophotographie à toner liquide pour l'impression de papier peint vers le milieu de la dernière décennie. On se souvient ainsi du battage publicitaire fait au Heimtextil de 2017 pour une configuration intégrale (y compris le progiciel "WallArt Suite") basée sur le système HP Indigo 2000. Par la suite, HP semble avoir joué entièrement la carte de sa technologie jet d'encre "latex" pour ce type d'application (lire ci-après). Différents fournisseurs de systèmes d'impression LED UV grand format rouleau-rouleau ou hybrides, dont EFI, Fujifilm, SwissQprint, Durst, Agfa et Mimaki, ont aussi dans leur gamme des systèmes convenant pour l'impression de papier peint. Cette application n'est, dans bien des cas, qu'une des nombreuses possibilités de ces configurations, mais certainement pas la principale. Le tableau ci-après fournit un aperçu des systèmes les plus pertinents ou les plus demandés à cette fin. Un certain nombre de ces systèmes grand format sont capables d'imprimer deux rouleaux côte à côte (jusqu'à 1,6 m de large), voire davantage. Comme cette application spécifique requiert un parfait alignement du support, les systèmes rouleau-rouleau s'y prêtent généralement mieux que les hybrides. Le rognage à la largeur de rouleau souhaitée s'effectue la plupart du temps hors machine. L'impression jet d'encre UV présente l'avantage de ne pas nécessiter un traitement préalable du support à imprimer. L'odeur résiduelle plus ou moins présente sur le support imprimé constitue toutefois un inconvénient majeur. L'aspect habituellement brillant des impressions réalisées en jet d'encre UV n'est en outre pas souhaitable pour cette application. De même, les différences de brillance (selon le contenu pictural et l'angle sous lequel on regarde le support) sont totalement à éviter. En fonction du niveau de détail exigé, il est plus ou moins indiqué d'opter pour des encres plus rigides (offrant typiquement une meilleure résistance à la rayure) plutôt que souples/étirables. Le craquèlement ou l'écaillage de l'encre durcie peuvent constituer un problème inacceptable au moment du rognage latéral. La plupart des encres recommandées pour cette application sont conformes au programme de certification GREENGUARD Gold et, obéissent aussi, dans une large mesure, aux critères de l'AgBB (Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten), le Comité allemand pour l'évaluation sanitaire des produits de construction. Il convient également de mentionner que certaines entreprises utilisent toujours des systèmes grand format rouleau-rouleau à encre solvant pour l'impression du papier peint. La Roland Soljet EJ-640 (laize maximale de 1 626 mm) en est un exemple. On parle ici, en général, de systèmes d'entrée de gamme et de (très) faible productivité. Le procédé UVgel de Canon est une technologie jet d'encre UV très spécifique, mise au point et brevetée notamment pour cette application. Le constructeur japonais propose aujourd'hui les Colorado 1630, 1640 et 1650, ainsi qu'une configuration tout-en-un appelée "Wallpaper Factory" (codéveloppée avec Fotoba), qui assure jusqu'au façonnage et au conditionnement de rouleaux de papier peint prêts à l'emploi. Ce procédé UVgel utilise des encres en phase gel à température ambiante, qui sont maintenues en phase liquide par les têtes piézoélectriques (UVgel 415, développement propre de Canon) chauffées à environ 70 °C. Le support à imprimer reste à la température de 28 °C, et ce indépendamment des conditions ambiantes. En entrant en contact avec le support, les gouttelettes d'encre redeviennent instantanément semi-solides (gélification) et sont immobilisées sous cette forme (un durcissement intermédiaire, ou "pinning", prévient la coalescence des gouttes). Ce processus est accéléré par un préséchage par LED UV. Un séchage à coeur "différé" convertit ensuite toutes les gouttes déposées en éléments d'image (points de trame) bien formés avec un engraissement (étalement du point) strictement contrôlé. Cette opération est réalisée par une navette de lampes LED UV séparée de celle des têtes jet d'encre (distance intermédiaire de 30 cm) et qui se déplace en sens opposé au-dessus du support. Cette approche présente le désavantage que les gouttelettes d'encre juxtaposées forment une surface égale, qui confère un aspect brillant au résultat final imprimé. Si celui-ci est souhaitable pour beaucoup d'applications, ce n'est pas (toujours) le cas pour du papier peint. Canon a mis au point à cet effet sa technologie FLXfinish+, qui permet de choisir entre un aspect brillant ou mat (ou même une alternance des deux sur le même support), et ce sans devoir changer d'encre. Pour obtenir un aspect mat, on fait suivre la navette de lampes LED UV avec une intensité plus faible après le passage des têtes jet d'encre, et ce afin de conférer une certaine texture superfi cielle aux gouttes semi-solides. Le durcissement complet se fait ensuite à intensité maximale (deuxième passage de la navette de LED UV). La productivité baisse donc sensiblement en mode "fini mat". La première Colorado 640 mise sur le marché (en 2017) utilise des encres UVgel 356 de Canon. Celles-ci présentent une rigidité et une résistance à la rayure élevées après séchage, mais au détriment de la souplesse et de l'étirabilité. Elles ne sont pas non plus compatibles avec la technologie FLXfinish+. Les Colorado 630 et 650 (lancées respectivement en 2021 et 2019) emploient des encres UVgel 460 de Canon. Toutes les encres UVgel sont inodores et conformes au programme de certification GREENGUARD Gold ainsi qu'aux critères de l'AgBB. Une encre blanche n'est pas encore disponible dans ni l'une ni l'autre des séries UVgel, ce qui est communément considéré comme une importante lacune de cette technologie. Impossible de savoir clairement si Canon travaille ou non à la mise au point d'une encre UVgel blanche, pour autant qu'un tel développement soit techniquement possible. HP domine ce domaine d'application depuis de nombreuses années avec un large assortiment fondé sur sa technologie d'impression latex. Différents systèmes sont disponibles, de l'entrée de gamme avec les Latex 700 (W) et Latex 800 (W) au (plus) haut de gamme, avec la HP Latex 3600 (voir le tableau ci-après). Un certain nombre de ces systèmes grand format sont capables d'imprimer deux rouleaux côte à côte (jusqu'à 1,55 m de large). Pour l'équipement auxiliaire, nécessaire au déploiement de systèmes vraiment complets, HP collabore traditionnellement avec différents fournisseurs, dont Fotoba. Les encres latex d'HP utilisées à cette fin sont conformes au programme de certification GREENGUARD Gold. Un certain nombre d'autres acteurs importants se sont présentés sur le marché ces dernières années avec des systèmes rouleau-rouleau alimentés par des encres polymères à pigments. Leur principale application cible semble être le papier peint: Roland EJ640 Deco, Epson SureColor SC-R5070(L), Durst Alpha Wallpaper Edition et IIJ (Industrial Inkjet) Print Engine CP562 (Royaume-Uni). EFI ne semble pas nourrir de projet dans le domaine, du moins si l'on s'en réfère à ce que son CTO, Doug Edwards, a mis en perspective lors de sa présentation lors de la Virtual Drupa de 2021. L'impression jet d'encre des papiers peints (certainement ceux en vinyle (PVC)) à l'aide d'encres aqueuses exige, dans la plupart des cas, un prétraitement en ligne du support, ou à défaut, l'emploi de supports spécifiques (prétraités par le fabricant). La technologie latex d'HP intègre un agent optimiseur contenant des chaînes de polymères chargées positivement. Quand les particules de pigments à polarisation négative entrent en contact avec celles-ci, les charges se neutralisent, ce qui conduit à une agrégation des particules à la surface du support (où l'agent optimiseur Latex se trouve). En séchant, les particules de latex fusionnent en une véritable matrice de polymères recouvrant les particules de pigment déposées. La documentation de produit (limitée) actuellement disponible autour du système Durst Alpha Wallpaper Edition et de la Roland EJ640 Deco ne fait aucune allusion à un quelconque prétraitement en ligne du support. L'Epson SureColor R500 applique préalablement un agent optimiseur au support. Les principes de fonctionnement de la technologie d'Epson semblent montrer de fortes similitudes avec l'approche développée par HP pour son procédé latex. Dans la documentation de ses imprimantes Latex 700/800, HP indique clairement qu'en l'absence d'une couche protectrice supplémentaire (par exemple, un pelliculage liquide avec le Clearshield de Marabu ou des produits similaires), le papier peint imprimé et séché n'entre en ligne de compte que pour la seule et unique qualification "lavable" (EN12956: 1999), ce qui constitue un désavantage de cette technologie. On ne sait pas trop dans quelle mesure l'utilisation de la fonctionnalité intégrée Latex Overcoat crée réellement une différence de ce point de vue. On peut malgré tout s'attendre à ce que tous les procédés à jet d'encre aqueuse utilisés pour l'impression de revêtements muraux nécessitent une étape supplémentaire comparable. Exception faite du système d'impression latex HP de dernière génération (comme les imprimantes HP Latex 700 (W) et HP Latex 800 (W)), force est de constater qu'aucune encre blanche n'est disponible, ce qui peut être considéré comme un inconvénient de ces systèmes. Le système inkjet mis au point (notamment pour la production de papier peint) par le fabricant allemand d'équipements mécaniques Olbrich en étroite collaboration avec Ricoh, suit une tout autre approche, reposant sur l'utilisation d'encres à l'huile. Olbrich a exposé les tenants et aboutissants de cette approche technologique brevetée par Ricoh lors d'un webinaire organisé en janvier 2021 par l'IGI - The Global Wallcoverings Association. Le principe de fonctionnement de cette technologie jet d'encre humide sur humide en un seul passage (caractéristiques techniques: vitesse d'impression maxi de 70 m/min, laize maxi de 1 400 mm, 4 couleurs CMJN) est illustré aux figures 12 et 13. À cet égard, il est difficile de dire si l'indisponibilité d'une encre blanche résulte d'un choix délibéré (possibilité d'employer un support blanc si nécessaire) ou d'une limitation technologique. Les encres à l'huile sont projetées sur une couche de plastisol humide, dans laquelle les couleurs pénètrent pour y être ensuite immobilisées. Dans une étape suivante, la couche de plastisol est convertie en vinyle (PVC) sous l'effet d'une haute température (gélification). Le tout produit des éléments d'image (point de trame) sur le support séché, en présentant une surface strictement contrôlée et une très bonne résistance mécanique contre les rayures. Un module conçu selon cette approche peut être intégré dans une ligne existante utilisée pour la production de papier peint sur vinyle (PVC). Ricoh a mis l'an dernier en avant le fait que ce procédé utilise des encres à base d'huiles végétales. La société lithuanienne Veika UAB (qui appartient partiellement à Mimaki) a mis au point une technologie appelée "Dimense", fondée sur la projection picturale d'un "agent structurel" aqueux transparent. Celui-ci empêche les supports EcoDeco sans PVC de plus ou moins gonfler aux endroits où il est appliqué (moussage après calandrage à 200 °C avec une différence de hauteur jusqu'à 1,5 mm). La fabrication de papier peint est l'une des applications les plus pertinentes de ce procédé. Une imprimante Mimaki transformée, commercialisée sous le nom Dimensor S (laize de 1 600 mm), atteint une productivité maximale de 30 m2/heure à la résolution de 720 dpi x 720 dpi. Des encres latex à l'eau (CMJN) sont utilisées pour projeter simultanément l'image décorative sur la surface.On l'aura compris, il ne manque pas d'options technologiques pour l'impression numérique du papier peint. Comme indiqué dans l'introduction, l'accent semble surtout mis aujourd'hui sur des revêtements à base de vinyle (PVC) ou de non-tissés. HP et Xeikon restent traditionnellement les principaux fournisseurs de solutions (complètes) dans ce domaine, où divers autres constructeurs de systèmes UV paraissent (vouloir) s'en tenir à un rôle secondaire. Toutes les approches technologiques semblent avoir leurs limites propres en termes de productivité, de compatibilité de supports (ex. largeur, texturé ou non), de propriétés physiques et d'authenticité du papier peint imprimé. Canon a conquis en peu de temps une solide part de marché ces dernières années avec sa technologie Uvgel, alors qu'on attend toujours de savoir s'il sera un jour possible de déployer une solution véritablement robuste à base de jet d'encre aqueuse pour ce type d'application (HP, Durst, Epson et potentiellement d'autres acteurs). L'approche technologique d'Olbrich/Ricoh pourrait rendre possible une avancée de l'impression numérique vers la production industrielle de papier peint, mais la première installation devra démontrer si toutes les exigences de qualité sont satisfaites. Le tableau ci-dessous constitue une tentative de qualification des diverses approches technologiques de l'impression numérique du papier peint sur vinyle (PVC) et intissés. Comme la productivité finale de chaque approche technologique dépend de différents facteurs inhérents au système, comme le nombre de passages (un seul ou plusieurs), ce paramètre n'a pas été retenu dans la synthèse. Celle-ci pourra sans nul doute être affinée au fur et à mesure que des informations seront publiées sur les performances réelles de chaque technologie dans la pratique réelle chez le client.