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Accueil du site > Articles > L’impression 3D > Conditionnement des matériaux : le dessiccant

Conditionnement des matériaux thermoplastiques pour l’impression 3D : le dessiccant

Sachet de dessiccant

Les filaments destinés à l’impression 3D sont en général livrés en conditionnement hermétiquement filmé et il est recommandé de les conserver à l’abri de l’humidité. Usuellement, un sachet d’agent dessiccant est présent à l’intérieur de l’emballage. En général, il s’agit de silica gel contenu dans un sachet scellé en papier poreux.

L’humidité altère la qualité des filaments

Un grand nombre de polymères sont hygroscopiques, ils captent l’humidité de l’air. Ceci occasionne des phénomènes de casse du filament au stockage, pour la partie la plus en contact avec l’air ambiant. Le cas échéant, une altération de la qualité à l’impression peut se produire en raison de la vaporisation, dans l’extrudeur, de l’eau captée par le matériau.

Voir aussi : L’acide polylactique (PLA), propriétés et conditions d’utilisation

Le silica gel est inerte…

Silica gel est la dénomination usuelle du gel de dioxide de silicium (Silice, SiO2) séché produit sous forme de granules ou de perles. La nature poreuse du produit lui confère une très grande surface spécifique (jusqu’à 800 m2/g). Les molécules d’eau sont captées par le produit en raison de la présence de groupes silanol (SiOH) en surface des grains. Cette adsorption est réversible, par chauffage à une température qui doit rester inférieure à 150 °C. Une température de régénération trop élevée diminue la capacité d’adsorption ultérieure.

Le silica gel ne présente pas de danger pour la santé humaine. Il est chimiquement inerte, à l’exception de sa réactivité avec l’acide fluorhydrique [1] et ne présente pas de danger physique. La mention Ne pas manger ou Do not eat présente sur les sachets signifie qu’il ne s’agit pas d’un produit à usage alimentaire. La mention Jeter ou Throw away est essentiellement destinée à protéger les enfants contre un risque d’introduction des billes dans les voies respiratoires. S’agissant d’une substance desséchante, le contact avec les muqueuses (de l’œil par exemple) peut occasionner une irritation passagère. L’ingestion peut être suivie de troubles digestifs mineurs transitoires.

… Mais attention aux éventuels indicateurs colorés

Le silica gel comporte parfois un indicateur coloré dont le virage prévient de la captation de la vapeur d’eau. En principe, le dichlorure de cobalt (CoCl2) n’est plus utilisé. Bleu sous forme anhydre, le dichlorure de cobalt s’hydrate (CoCl2,6H2O) et devient rose.

Le dichlorure de Cobalt figure dans l’annexe VI du règlement CLP. Sa classification et son étiquetage sont donc harmonisés au niveau européen :

Classification harmonisée européenne du dichlorure de cobalt pur :

Nom et numéro CAS Classification des dangers
Dichlorure de Cobalt
CAS 7646-79-9
Toxicité aigüe catégorie 4, H302
Sensibilisant cutané catégorie 1, H317
Sensibilisant respiratoire catégorie 1, H334
Agent mutagène pour les cellules germinales catégorie 2, H341
Cancérogénicité catégorie 1B*, H350i
Toxique pour la reproduction catégorie 1B, H360F
Danger pour le milieu aquatique – Toxicité à court terme aiguë 1, H400
Danger pour le milieu aquatique – Toxicité à long terme chronique 1, H410

* En mélange, la classification Carc. 1B ; H350i (Peut provoquer le cancer par inhalation) est applicable pour toute concentration supérieure ou égale à 0,01 % (pourcentage en masse de cobalt calculé en référence à la masse totale du mélange).

Les indicateurs colorés utilisés désormais sont généralement des sels de fer. Ils virent de l’orange en absence d’eau au jaune clair en présence d’eau. Il semble que le Violet Méthyl soit aussi utilisé à cet usage. Sa couleur dépend du pH et virage de l’orange au vert en présence d’eau. Certaines FDS mentionnent sa présence à raison de moins de 0.2 % dans le silica gel. Pourtant, le Violet Méthyl figure également dans l’annexe VI du règlement CLP :

Classification harmonisée européenne du Violet Méthyl pur :

Nom et numéro CAS Classification des dangers
Violet Méthyl
CAS 548-62-9
Toxicité aigüe catégorie 4, H302
Lésions oculaires graves catégorie 1, H318
Cancérogénicité catégorie 1B, H350
Danger pour le milieu aquatique – Toxicité à court terme aiguë 1, H400
Danger pour le milieu aquatique – Toxicité à long terme chronique 1, H410

La phenolphtaleine est aussi parfois mentionnée. Elle figure également à l’annexe VI du règlement CLP :

Classification harmonisée européenne de la phenolphtaleine pure :

Nom et numéro CAS Classification des dangers
Phenolphtaleine
CAS 77-09-8
Agent mutagène pour les cellules germinales catégorie 2, H341
Cancérogénicité catégorie 1B*, H350
Toxique pour la reproduction catégorie 2, H361f

* En mélange, la classification Carc. 1B ; H350 (Peut provoquer le cancer) est applicable pour toute concentration supérieure ou égale à 1 %

Dans la mesure où il est difficile d’identifier l’indicateur coloré, il est préférable de s’abstenir de régénérer tout silica gel contenant un indicateur. En principe, l’indicateur coloré est visible au travers du sachet, qu’il convient donc de mettre en déchet après usage.

En cas de régénération du silica gel par chauffage, il convient de procéder prudemment car certains matériaux de sachets ne sont pas conçus pour supporter la chaleur. Le Tyvek®, par exemple, ne supporte pas les températures supérieures à 120 °C. Ils peuvent également ne pas être conçus pour évacuer suffisamment rapidement la vapeur d’eau formée lors du chauffage. Ceci peut conduire à l’explosion du sac et éventuellement à son inflammation. En conséquence, la régénération devrait être effectuée sur le produit déconditionné, à la température la plus basse possible, en tout état de cause inférieure à 150 °C. La plupart des sources mentionnent un temps de chauffage d’environ 3 heures, sans relation avec la quantité à régénérer. Après régénération, le silica gel doit être stocké en boite hermétique avant réutilisation. Cette dernière devra ensuite mettre en œuvre un conditionnement cette fois-ci perméable à la vapeur d’eau (sachet papier, boite adaptée).

L’impression 3D

Procédé bien établi au sein des filières industrielles et dans les fab labs (ou « ateliers de fabrication numérique »), l’impression 3D s’ouvre également à l’usage domestique. Cette technologie, faisant appel à la liquéfaction de matériaux thermoplastiques, nécessite d’observer certaines précautions afin de limiter toute exposition aux risques chimiques…

En savoir plus : Impression 3D et risques chimiques

Photo Éric Menneteau


[1] Avec l’acide fluorhydrique, SiO2 forme du tetrafluorure de silicium SiF4 ou tetrafluorosilane, gaz corrosif pour la peau et les yeux et mortel par inhalation, ingestion et contact avec la peau.