Désencrage du papier : quelles sont les encres qui s’y prêtent le mieux ?
L’une des étapes les plus complexes du processus de recyclage du papier est le désencrage, à savoir le processus d’élimination de l’encre imprimée du papier usagé, pour permettre sa transformation en nouveau papier. Nous détaillons ce processus dans la première partie de notre série, que vous pouvez lire ici. Parmi les principaux défis du désencrage, citons le fait que toutes les encres ne se ressemblent pas. Si certaines sont faciles à enlever, d’autres peuvent s’avérer plus tenaces, voire incompatibles avec les méthodes de désencrage disponibles. C’est ce point que nous allons aborder dans cet article.
Trois grands facteurs déterminent la désencrabilité d’un produit imprimé : la méthode d’impression et le type d’encre utilisés, le papier sur lequel il est imprimé et la méthode de désencrage utilisée. Cet article mettra principalement l’accent sur la technologie d’impression et le type d’encre utilisé, mais commençons par aborder rapidement la méthode de désencrage.
Les bases du désencrage
La méthode de désencrage la plus répandue est la flottation par moussage, qui fonctionne très bien pour éliminer les encres offset et d’héliogravure conventionnelles. Ces technologies d’impression sont les plus anciennes et représentent la majeure partie du papier récupéré. Ce processus de désencrage a donc été spécialement conçu pour éliminer ces encres. Le développement des imprimantes numériques et de nouvelles technologies d’impression a entraîné l’apparition sur le marché de nouveaux types d’encres qui se sont avérés problématiques, voire totalement incompatibles avec cette méthode de désencrage.
Vous pouvez parcourir notre article consacré au désencrage par flottation par moussage, mais pour résumer, les vieux papiers récupérés sont collectés, triés, déchiquetés, filtrés, nettoyés et ajoutés à de l’eau pour commencer le désencrage. Dans le cadre de ce processus, une solution savonneuse est ajoutée au mélange de fibres de papier et d’eau, et de l’air est insufflé dans le réservoir pour former des bulles. Les particules d’encre se séparent des fibres du papier, se fixent sur les bulles de savon et flottent jusqu’à la surface où une mousse se forme et est écumée, laissant derrière elle les fibres blanches du papier désencré.
Qu’est-ce qui détermine une bonne désencrabilité ?
Plusieurs facteurs déterminent la désencrabilité des encres, les plus importants étant leur caractère hydrophobe ou hydrophile, la taille de leurs particules et leurs caractéristiques.
Le graphique ci-dessous montre dans quelle mesure les différents types d’encres se prêtent ou non au désencrage.
Hydrophobe ou hydrophile
Le processus de désencrage par flottation par moussage fonctionne en séparant les matériaux hydrophobes (molécules repoussées par l’eau ou la craignant) des matériaux hydrophiles (molécules attirées par l’eau ou solubles dans celle-ci).
Lorsque les fibres du papier gonflent dans l’eau savonneuse, les particules d’encre hydrophobes se détachent des fibres et cherchent un autre support auquel se lier, se fixant volontiers sur les bulles de savon flottant dans l’écume. Bien que théoriquement faciles à séparer des fibres du papier, les particules d’encre hydrophiles sont attirées par l’eau. Elles finissent de ce fait par se mélanger à la source d’eau (en la colorant), plutôt que de se fixer sur les bulles de savon.
Représentez-vous les encres hydrophiles comme une chaussette rouge dans une machine à laver : une petite quantité suffit à teindre tout le linge en rose. À l’inverse d’une machine à laver, le désencrage par flottation par moussage utilise toutefois un cycle d’eau fermé. Cela signifie qu’au lieu de devoir la changer à chaque fois, l’eau utilisée pour le désencrage n’est pas rejetée directement dans l’environnement, mais est réutilisée lors du cycle suivant. S’il s’agit d’une excellente nouvelle en matière de durabilité, elle n’en présente pas moins un inconvénient de taille. En effet, dans un cycle aussi fermé, les encres impossibles à retirer de l’eau s’accumulent naturellement au fil du temps, ce qui signifie que chaque chaussette rouge qui entre dans le processus colore le cycle de l’eau.
De ce fait, les encres à base d’eau (solubles dans l’eau par nature) ne peuvent pas être éliminées efficacement lors du désencrage par flottation par moussage et s’accumulent donc dans le système d’eau fermé de l’usine.
De l’importance de la taille
La taille des particules a également un impact important sur la désencrabilité, car elle influe sur le comportement desdites particules dans le cadre de la méthode de désencrage par flottation par moussage. Le principe de Boucles d’or est une bonne façon d’envisager la taille des particules d’encre : trop petites, elles ne peuvent pas se fixer correctement sur les bulles de savon pour être portées à la surface ; trop grosses, leur poids les fait couler au fond ; mais il existe un juste milieu, une taille optimale, « juste bien ». La plage exacte du « juste bien » varie en fonction du type spécifique d’encre utilisé et des conditions du processus de flottation.
Caractéristiques des particules (rigides ou souples)
Le processus de flottation par moussage est répété dans plusieurs cuves afin de garantir la meilleure qualité possible des fibres de papier désencrées. Comme nous l’avons mentionné, la flottation par moussage se déroule dans le cadre d’un cycle d’eau fermé. Les fibres de papier traversent donc chaque cuve avec la même eau du début à la fin. On trouve entre chaque cuve une grille qui permet de retenir les particules les plus tenaces. C’est ici que les caractéristiques des particules d’encre font toute la différence. Il existe des particules « rigides », qui sont facilement retenues par ce tamis, et des particules « souples » qui peuvent passer à travers en raison de leur souplesse.
Les particules de toner sec contiennent ainsi un polyester rigide qui est retenu par le tamis. Les particules de toner liquide, en revanche, contiennent un polyéthylène (PE) souple qui passe directement à travers le tamis.
Conclusion : le désencrage est une entreprise complexe
Impossible de le nier : le désencrage est un sujet complexe. Les encres recouvrent tout un spectre et ne sont certainement pas toutes noires ou toutes blanches. Bien qu’il existe des lignes directrices à propos des encres qui se prêtent le mieux au désencrage par flottation par moussage, il n’y en a pas moins toujours des exceptions et certaines encres doivent être évaluées au cas par cas, afin de déterminer si certains facteurs – comme l’impression sur un papier spécial – influencent leur désencrabilité.
Vous vous demandez peut-être pourquoi le processus de désencrage n’a pas évolué au fil du temps, ou pourquoi cette question ne semble pas plus urgente, dans la mesure où nos systèmes de recyclage sont « pollués » par des technologies d’impression incompatibles. Les installations de désencrage traditionnelles ont vu le jour pour traiter les encres offset et d’héliogravure conventionnelles, et aujourd’hui encore, la plupart des papiers récupérés sont imprimés à l’aide de telles encres. En comparaison, l’impression numérique ne représente que 3,85 % du volume total imprimé. Dans ce chiffre, l’impression jet d’encre représente 2,4 % et l’impression électrophotographique (toner)*, 1,45 %. Le volume d’impression jet d’encre devrait certes augmenter d’ici 2027, mais il s’agit encore d’une très petite part du gâteau global.
Du coup, bien qu’il suffise d’une chaussette rouge pour teindre tout le linge en rose, lorsque tout le panier est rempli de blanc, c’est ce dernier qui a la priorité. L’occasionnelle chaussette rouge peut être ajoutée au linge foncé ou, dans le cas du papier, être recyclée avec d’autres matériaux de qualité inférieure pour créer de nouveaux produits comme le papier kraft ou le carton ondulé.
* Chiffres tirés de « The Future of Digital vs Offset Printing to 2027 » de Jon Harper Smith
Publié par © Smithers Information Ltd 2022
Découvrez les différents types d’encre et leurs propriétés de désencrage ci-dessous
Pour mieux comprendre les nuances entre les différents types d’encre, sélectionnez-les ci-dessous pour apprendre s’ils se prêtent ou non au désencrage.
Les encres flexographiques conventionnelles sont-elles désencrables ?
Non, la méthode de flottation par moussage ne permet pas de désencrer les encres flexographiques conventionnelles.
L’impression flexographique utilise généralement des encres à base d’eau et celles-ci ne peuvent pas être entièrement éliminées lors du désencrage par flottation de moussage. L’état légèrement alcalin du processus de désencrage entraîne la décomposition du liant de l’encre, ce qui entraîne l’apparition de minuscules particules de pigment solubles dans l’eau, d’une taille inférieure à 1 micron. Ces particules sont trop petites pour se fixer sur les bulles d’air et permettre une bonne flottation. Si l’on ajoute à cela le fait que les particules sont solubles dans l’eau, cela signifie qu’elles évoluent à travers le processus de flottation par moussage en même temps que les fibres de papier. Par conséquent, l’eau devient grise avec le temps, tout comme la pâte à papier désencrée finale. Des quantités même infimes d’imprimés flexographiques présentes dans un mélange suffisent à détériorer considérablement la qualité et la blancheur de la pâte désencrée.
Les encres jet d’encre sont-elles désencrables ?
Le toner sec est-il désencrable ?
Les encres UV sont-elles désencrables ?
L’Electroink ou toner liquide est-il désencrable ?
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