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  Vous êtes ici : Accueil > Technique > Mémoires > Impression textile et jet d'encre (1) Révision : 7 septembre 2017  
  Impression textile et jet d'encre (début)
   
 Thibaut DELAUNÉ [et al.]
(Élèves Ingénieurs 2e année EFPG)
Mai 2004
       
     
  Plan  
I - Introduction
II - L'impression traditionnelle du textile
III - L'impression jet d'encre textile
IV - Comparaison des différents techniques
V - Technologie d'impression jet d'encre textile
VI - Analyse du contexte concurrentiel
VII - Approche stratégique et prospective
VIII -  Conclusion
IX - Bibliographie
     
 
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I - Introduction

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Environ 13 % des textiles produits dans le monde sont ennoblis -- c'est à dire essentiellement imprimés -- ce qui représente 30 milliards de m2/an. Cet ennoblissement textile (textile printing) utilise deux techniques :

Rappelons qu'il existe deux façons d'imprimer en couleur :

Comparée à l'impression en tons directs, l'impression en tons continus présente :

En principe, la sérigraphie peut être utilisée pour les deux types d'impression en couleur, tons directs et tons continus. Mais la réalisation de tons continus requiert un excellent repérage (registration), parce que les différentes couleurs sont appliquées les unes après les autres. Les trames de points des différentes couleurs de base doivent se correspondre exactement, sous peine de fausser les teintes vues par l'oeil. Ce repérage est pratiquement impossible à réaliser dans le cas d'un produit textile, extensible et déformable. Il en résulte que, dans le cas de l'impression textile, la sérigraphie n'est utilisée qu'en tons directs.

Un exemple d'impression textile par sérigraphie est représenté figure 1 ci-dessous : il s'agit d'un drap en coton (70 fils par pouce) pour la décoration duquel cinq couleurs ont été utilisées : blanc, jaune, orangé, cyan et magenta. Le dégradé (si l'on ose le qualifier ainsi !), que l'on observe sur les feuilles de couleur cyan, a probablement été obtenu par ajout de blanc, comme semble le montrer la figure 2 (agrandie 10 fois). En fait, il s'agit d'un tramage de résolution si faible qu'il en est presque visible à l'oeil nu.

Drap en coton (70 fils par pouce) ennobli par sérigraphie (échelle 1)     Dégradé obtenu par ajout de blanc dans une zone couleur cyan
Figure 1 - Drap en coton ennobli par sérigraphie (échelle 1) Figure 2 - Dégradé agrandi 10 fois dans une zone de couleur cyan

Dans la plupart des cas, l'ennoblissement ne concerne qu'une face du textile. Les encres traversent peu ou prou le support, et l'envers n'est pas imprimé correctement. Il existe cependant quelques exceptions :

Le site web de l'Union des Industries Textiles présente quelques chiffres relatifs à l'ennoblissement textile en France.

Tous les types de textile peuvent être ennoblis : les tissus, les tricots et les non-tissés (pour ces derniers l'ennoblissement textile est en développement rapide). Parmi les produits ennoblis tissés ou tricotés, le coton se taille la part du lion (seul ou associé au polyester), comme le montre la figure 3 ci-dessous. La majeure partie des textiles imprimés sont utilisés dans l'habillement et l'ameublement, comme le montre la figure 4 ci-dessous.

L'ennoblissement (impression) des textiles classés par fibre       Usages (monde) des textiles imprimés
Figure 3 - L'ennoblissement des divers textiles
classés par type de fibre
Figure 4 - Usages des textiles imprimés
 

Dans le monde de la reproduction des images, les techniques d'impression numérique s'introduisent de plus en plus, et le support textile n'y fait pas exception. Rappelons quelques définitions :

L'impression numérique (essentiellement le jet d'encre) pénètre peu à peu dans le monde de l’ennoblissement textile, où les marchés sont de plus en plus concurrentiels et les clients de plus en plus exigeants -- mais cette pénétration est extrêmement variable suivant les secteurs. Quatre cas peuvent être distingués :

Les développements actuels ont deux enjeux, dont le premier est de loin le plus important :

L'impression numérique textile (digital textile printing) possède son propre salon en Europe, Numtex, où sont présentés chaque année les progrès réalisés. Bien qu’encore minoritaire (environ 1 % de l’ennoblissement textile, tous secteurs confondus) et posant toujours de nombreux problèmes, l'impression numérique textile se développe beaucoup plus rapidement (13 % l'an) que l'impression analogique (quelques % l'an). On notera que certains fournisseurs de machines parlent improprement de "sérigraphie numérique" pour désigner l'impression textile jet d'encre.

Le jet d'encre a été conçu pour l'impression sur papier, et il ne peut pas être appliqué au textile sans une sérieuse adaptation. Il existe, en effet, de notables différences entre les deux supports :

Fleur imprimée sur textile, agrandie 10 fois
Figure 5 - Sur un support lisse, les diverses parties de cette fleur seraient constituées
d'aplats. Mais la structure du support textile interfère avec le processus d'impression
(image agrandie 10 fois)

Il faut également remarquer que l'impression du papier et celle du textile sont effectuées dans des perspectives tout à fait différentes :

De manière schématique, nous pouvons dire que l'impression sur papier requiert une résolution élevée et l'utilisation de tons continus (pour le respect des dégradés), alors que l'impression textile peut se contenter d'une résolution plus basse mais exige un espace colorimétrique plus étendu. La reproduction des oeuvres d'art (tableaux) sur textile spécial (canvas) échappe bien sûr à cette généralisation, car elle requiert à la fois une résolution élevée, et un espace colorimétrique étendu.

Que peut, dans ces conditions, apporter la technologie jet d'encre dans l'impression textile ?

On peut donc espérer voir l'impression numérique textile créer de nouveaux produits, et donc d'ouvrir de nouveaux marchés, si les conditions suivantes sont remplies :

Le jet d'encre peut-il supplanter complètement la sérigraphie ? Pas dans un avenir prévisible, parce que sa productivité est très inférieure, même lorsqu'on sacrifie la résolution à la vitesse (ce qui parait normal s'agissant d'un support textile). Il en résulte que les textiles imprimés numériquement coûtent plus chers que ceux imprimés analogiquement, sauf pour les petites productions.

 

II - L'impression traditionnelle du textile

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II-1- La sérigraphie

La sérigraphie est un procédé d'impression directe par forme imprimante plane et ajourée, dont l'histoire se perd dans la nuit des temps. Dans l'antiquité, les phéniciens l'utilisait pour reproduire des dessins sur les vêtements, les égyptiens pour décorer les tombes, les grecs pour décorer les objets. Au troisième siècle après JC, les chinois introduisirent la soie dans la réalisation des écrans. Au 12e siècle, les japonais se servaient d'écrans en cheveux humains, tendus sur des cadres en bois, pour reproduire des oeuvres d'art. La sérigraphie fut introduite en Europe au moyen âge ; elle se développa principalement en France et en Angleterre, avant de gagner toute l'Europe et l'Amérique au 18e siècle. C'est vers 1750 que Jeanne Papillon initia la fabrication de papier peint mural décoré par la technique du pochoir.

Jusqu'alors, la sérigraphie était surtout pratiquée comme un art. Elle devint une technique d'impression en 1907, lorsqu'un certain Simon, entrepreneur à Manchester, déposa un brevet (intitulé "silk screen printing") décrivant le procédé tel que nous le connaissons aujourd'hui.

Schéma de principe de la sérigraphie à plat
Figure 6 - Schéma de principe de la sérigraphie à plat

La figure 6 ci-dessus illustre le fonctionnement de la sérigraphie à plat. La forme imprimante est constituée d'un tissu (poreux) de fibres synthétiques ou métalliques tendu sur un cadre. Les parties non imprimantes sont obturées par un photopolymère. Cette forme imprimante est appliquée contre le support d'impression, et l'encre, d'une consistance proche de la peinture, est versée sur la forme imprimante. Une racle (squeegee) assure la pénétration forcée de l'encre à travers la trame poreuse de la forme imprimante. À l’aide de ce procédé, on peut imprimer sur une variété importante de supports et de formes, et déposer une quantité notable d'encre (de 5 à 100 g/m2 selon les propriétés de l'écran).

Il existe également une variante très utilisée dans l'industrie textile, la sérigraphie rotative (rotary screen printing, cylinder screen printing), dans laquelle la forme imprimante (écran + couche photosensible) est cylindrique et tourne autour d'un axe horizontal. La racle, située à l'intérieur du cylindre, est fixe. La vitesse d'impression de la sérigraphie rotative est nettement plus élevée que celle de la sérigraphie à plat (flat bed screen printing). Le procédé est schématiquement représenté figure 7 ci-dessous.

Schéma de principe de la sérigraphie rotative
Figure 7 - Schéma de principe de la sérigraphie rotative

On peut consulter sur le site ScreenWeb une bonne étude des propriétés comparées des deux types de sérigraphie.

 

II-2- L'impression transfert

L’impression transfert (indirect digital textile printing), ou décalcomanie, est un procédé dans lequel :

Le procédé s'est développé à partir de 1970, en remplacement de la décoration manuelle des t-shirts. Depuis il n'a pas cessé de se répandre, et ce pour les raisons suivantes :

Bien entendu, le procédé n'est pas sans défauts. En particulier :

Dans les débuts, c'est la sérigraphie qui était utilisée pour imprimer le papier transfert. Le procédé est appelé "Plastisol Transfer", nom dérivé de celui des encres utilisées dans l'industrie textile. Les encres Plastisol sont des suspensions de PVC que l'on fait sécher à chaud.

Mais pour les petites séries (quelques dizaines à quelques centaines d'exemplaires), l'impression numérique (digital transfer) s'avère être plus économique que la sérigraphie. Au fur et à mesure de leur apparition sur le marché, ont successivement été utilisées :

On notera que les presses électrophotographiques en couleur -- version industrielle des imprimantes laser et destinée aux industries graphiques -- ne sont pas utilisées en impression transfert à cause de leur coût trop élevé.

Dans un premier temps, les utilisateurs du jet d'encre se servirent des encres standards disponibles sur le marché, dont les colorants n'étaient pas destinés à l'impression textile. Ils ont donc imaginé de recouvrir le papier transfert d'une mince couche de polymère qui, lors du transfert thermique, se dépose sur le textile en même temps que l'encre, "emprisonnant" en quelque sorte cette dernière. On obtient ainsi une certaine résistance au lavage et à la lumière, mais au prix d'un toucher désagréable. Des encres spécifiques ont donc été développées au cours des années 90, en particulier par la société Sawgrass Technologies.

Un progrès important a été réalisé avec l'utilisation de colorants qui se subliment lors du transfert thermique (c'est à dire qui passent directement de l'état solide à l'état vapeur), et réagissent avec la fibre textile pour donner une image stable. Le procédé, baptisé transfert par sublimation (sublimation transfer), est malheureusement limité aux tissus en polyester, ou contenant au moins 50 % de polyester. Comme de nombreuses personnes jugent désagréable le contact direct du polyester avec la peau, la société Hanes Printables a eu l'idée de fabriquer -- grâce à un tissage spécial -- des vêtements dont l'envers est en coton est l'endroit en polyester (marque : Soft L'ink).

On notera que les colorants utilisés en impression transfert ne sont pas opaques, et que le procédé ne peut être utilisé que sur des vêtements blancs ou de couleur très claire, à moins de déposer (au préalable ou simultanément) une couche d'encre blanche.

L'impression transfert présente les propriétés suivantes :

On document récent (2004) et détaillé concernant l'impression transfert des textiles peut être consulté sur le site Web du périodique Screen Printing.

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