w w w. k b a - p r i n t . c o m
Edition 1/2006
3
PROCEDES | PRATIQUE | PERSPECTIVES
D'origine latine, le terme hybride signifie “composé de
deux éléments de nature différentes”. Il désigne communément par exemple des croisements de variétés
végétales ou, maintenant dans l'automobile, la combinaison de moteurs essence et électrique.
En offset feuilles, on qualifie généralement de machines hybrides celles qui sont équipées aussi bien pour
l'impression avec des encres hybrides suivie d'un vernissage UV que pour imprimer avec des encres offset
conventionnelles et du vernis en dispersion. L'alternance entre ces deux modes est désormais possible
sans problèmes, et ce, sans changer de rouleaux caoutchouc, de blanchets et de modules de séchage.
Les encres hybrides réunissent en elles deux types chimiques de séchage: comme les encres grasses conventionnelles, elles sèchent par oxydo-polymérisation et
s'infiltrent pour partie dans le support et, comme les
encres UV, elles durcissent sous l'action des émetteurs
de rayonnement UV. Les machines hybrides, qui autorisent l'alternance des modes, sont donc équipées de
modules de séchage par IR, air chaud et UV.
Le vernissage hybride est un procédé très économique,
aux multiples facettes et de haute qualité d'ennoblissement en ligne qui offre en même temps la possibilité d'aborder la technologie UV. Le vernissage d'encres
hybrides avec du vernis UV permet d'atteindre des bril-
lances au moins aussi élevées que celles du tout UV.
Un vernissage UV pleine feuille combiné à un vernis
mat ou grainé, appliqué avec la précision de repérage
de l'offset, permet de réaliser d'intéressants effets de
contraste mat/brillant. Le créatif peut pratiquement
laisser libre cours à sa fantaisie et l'exploitant trouver
ainsi des débouchés inédits. Désormais utilisable dans
la plupart des secteurs, l'hybride offre de bonnes chances de conquérir de nouveaux clients.
Pour résumer, le procédé hybride permet de réaliser
en ligne de remarquables effets d'une grande variété,
sans devoir s'accommoder des inconvénients du double vernissage ou de l'impression tout UV. Ce sont ces
potentiels de rationalisation, les avantages en termes
de qualité et les domaines d'application qui s'ouvrent
ainsi concrètement à l'imprimeur que ce numéro de
“KBA Process” se propose d'exposer objectivement. Il
explique le stade actuel de la technique hybride dont
la mise en œuvre sans problèmes dépend essentiellement du choix des consommables appropriés, c'est-àdire testés et adaptés les uns aux autres. Dès le début,
KBA a joué un rôle déterminant dans le développement du vernissage hybride; une grande partie du
savoir-faire et de l'expérience accumulés par Koenig &
Bauer AG, ses partenaires et ses clients a fourni la
matière de cette brochure.
KBA
Editorial
2
Principes fondamentaux des
encres et des vernis
Types de séchage
3
Systèmes de séchage KBA
6
Philosophies
10
Interactions
11
Méthodes d'essai
14
Technologie UV
Emetteurs UV
Impératifs de résistance
Blanchets et produits de lavage
Papiers
Encres hybrides
Vernis UV
15
18
22
24
26
28
Procédés de vernissage brillant
Brillance
30
Vernissage hors ligne
31
Vernissage en ligne
32
Etat de la technique
Rétrospective
Test fogra
Rentabilité
Encres hybrides sans mouillage
36
39
44
47
Environnement
Contrôle des émissions
Mouillage sans alcool
49
51
Mise en pratique
Avantages et conseils
53
Applications
Exemples pratiques
58
Ressources et partenaires
29
Product No.:
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Ac
Des imprimés somptueux
par procédé hybride
Dans ce numéro
ing
int .
Mise en œuvre des encres hybrides, vernis gras et vernis UV en impression offset feuilles
Editorial
Chers clients et amis de notre société,
Après la publication du KBA Process 2 consacré à “L'offset sans mouillage
et sans vis” qui a suscité un écho très positif auprès des professionnels,
aujourd'hui presque épuisé, le nouveau numéro de KBA Process 3 dédié
au “Vernissage hybride” traite de nouveau d'un procédé dont le développement doit beaucoup au rôle d'initiateur et de moteur assumé par KBA,
qui fait de plus en plus d'adeptes sur le marché et ouvre de nouvelles possibilités technologiques en offset feuilles.
Le procédé hybride repose sur la combinaison de consommables modernes (encres hybrides et vernis appropriés) avec des machines d'un haut
niveau technique associées à un savoir-faire graphique particulier en
matière d'impression. KBA a initié l'application de ce procédé en Europe
il y six ans environ; avec des partenaires motivés de l'industrie des encres
et des vernis, elle n'a cessé de le perfectionner, de communiquer sur ses
avantages technologiques et économiques sur des salons, des manifestations et dans les médias spécialisées, pendant plusieurs années face à
bien des résistances, avant de le commercialiser enfin avec un grand succès. Depuis son véritable lancement commercial à la drupa 2000 jusqu'à
ce jour, plus de 250 KBA Rapida hybrides, du format 4 poses au très grand
format, ont été vendues. La plupart des Rapida hybrides à cinq groupes
ou plus, tour de vernissage pour vernis en dispersion et UV, et sortie rallongée pour le séchage IR/air chaud et UV sont depuis longtemps déjà en
production. Grâce aux variantes de vernissage extrêmement diverses,
décrites en détail dans cette publication, nombre d'utilisateurs d'hybride
ont conquis de nouveaux clients, convaincu des agences de l'extension
des espaces de créativité qu'ouvrait la technologie hybride à des conditions financièrement accessibles, exploité eux-mêmes le cas échéant avec
succès ces espaces en créant des échantillons remarquables pour démarcher des clients.
Il y a bien longtemps aujourd'hui que les Rapida ne sont plus les seules
machines à produire en hybride. D'autres marques ont depuis sauté aussi
dans le train de l'hybride, qui progresse à allure toujours plus vive; elles
en font maintenant tout naturellement la promotion comme si rien d'autre n'avait jamais existé. Il est vrai que les pionniers ne restent pas éternellement seuls quand leur courage est couronné de succès. Et c'est là
une bonne chose car, sans concurrence, l'offset feuilles et le vernissage
en ligne n'auraient pas connu les progrès fulgurants qui furent les leurs
au cours des 30 dernières années. Les industries graphiques ont besoin
2 Process 3 | 2006
Albrecht Bolza-Schünemann, président du directoire de Koenig & Bauer AG
de nouvelles idées; il ne suffit pas de se cramponner à d'anciennes recettes, certes éprouvées mais, et c'est là que le bât blesse, uniquement pour
des fabrications standard connues depuis longtemps. Tant côté fournisseurs qu'utilisateurs, elles ont besoin de visionnaires, capables de faire
face sans fléchir devant le premier obstacle. L'imprimerie ne pourra en
effet réussir à long terme dans le concert des médias que si elle fait autre
chose que de déposer de l'encre sur du papier, du carton ou du plastique.
L'imprimé peut et doit éveiller des émotions; l'offset feuilles peut et doit
par sa qualité optique se démarquer des procédés ressemblant à la copie.
La technologie hybride fournit dans ce but d'intéressantes contributions
que vous pourrez consulter à bon escient aux pages ci-après. Peut-être
rejoindrez-vous aussi bientôt la communauté des adeptes de l'hybride, et
les quelques centaines d'utilisateurs et de prospects qui viennent en parler chaque année à la rencontre organisée par KBA. Nous serez toujours
les bienvenus.
Principes fondamentaux du séchage| Types de séchage
Composition et séchage des encres et vernis
en offset feuilles
Les encres et vernis employés en offset feuilles, et donc en impression hybride,
forment un film sec et dur selon diverses lois physiques et chimiques. Leur choix
ne dépend pas seulement de la capacité d'absorption du support mais, pour
une part tout aussi importante, des impératifs en termes de vitesse de roulage
et de complétude du séchage en profondeur, d'effets optiques, de conditions de
mise en œuvre et de compatibilité alimentaire et écologique. La machine à
imprimer doit donc impérativement être équipée de matériels de séchage
efficients, correspondant aux encres et aux vernis formulés en fonction des buts
recherchés.
Les formulations sont adaptées aux
types du séchage
Le succès du séchage dépend
directement ou indirectement de
nombreux composants de l'encre.
En offset feuilles, on utilise des
encres et des vernis de diverses
viscosités. Même à des vitesses de
roulage d'environ 18 000 feuilles à
l'heure, on peut imprimer sans problèmes avec des encres pâteuses et
des vernis gras de viscosité relativement élevée. La gamme de ces
consommables comprend aussi des
vernis UV faiblement visqueux et
des vernis aqueux en dispersion.
Sur les machines hybrides, les vernis en dispersion n'interviennent
que lors du passage au mode
conventionnel. Les vernis UV et en
dispersion sont appliqués de préférence au moyen d'un rouleau
tramé et d'une chambre à racle,
équipement standard des machines
KBA Rapida hybrides ou à double
vernissage. La mise en œuvre des
vernis gras est similaire à celle des
encres, c'est-à-dire par l'encrier, au
moyen d'une plaque offset humide,
et donc avec la qualité de repérage
de l'offset.
Dans chaque cas, la formulation des
différents encres et vernis est mise
en adéquation avec le principe
technique propre à favoriser ou initier au mieux le séchage de l'extérieur. Le tableau “Types de
séchage” fournit une vue d'ensem-
ble des principes physiques et chimiques de séchage.
Les encres employées en offset
feuilles sont constituées de trois
composants principaux: le liant, les
colorants et les additifs qui influent
aussi les uns sur les autres de sorte
qu'il est toujours possible que l'une
des substances inhibe l'action des
autres. Il n'est donc pas si facile
pour les fabricants d'obtenir certaines propriétés et de satisfaire
immédiatement les demandes
d'amélioration des utilisateurs en
matière de séchage, d'adaptation
au recto/verso, de voltige, de maculage en pile et de neutralité organoleptique.
Le liant représente la part essentielle de la masse totale d'une
encre offset feuilles. Il se compose
de résines dures, d'huiles minérales et/ou végétales ainsi que d'un
siccatif. Le liant sert à véhiculer les
autres composants et à former le
film sur le support imprimé. En
allemand, on le désigne aussi par
un mot synonyme de vernis, ce qui
montre son étroite parenté chimique avec le vernis gras incolore. La
tendance au jaunissement du vernis gras ne joue plus aujourd'hui
qu'un rôle secondaire depuis qu'on
utilise d'autres types de vernis
pour la surimpression. Dans le
cadre du vernissage hybride, le vernis gras retrouve un nouvel intérêt
en tant que vernis de réserve mat
Le liant constitue le principal composant des encres offset
ou à effet grainé pour les contrastes avec les zones brillantes dans la
mesure il autorise le vernissage
pleine feuille avec un vernis UV
brillant qui ne peut pas adhérer sur
les zones recouvertes de vernis
gras.
Les huiles dissolvent les résines et
dispersent les pigments
Les huiles minérales et végétales
ont surtout pour objet de maintenir sous forme dissoute des résines
précédemment dures ou gluantes
pour que l'encre arrive à une
consistance permettant son écoulement. Les huiles participant
directement au séchage par oxydation sont d'origine végétale. Quand
elles remplacent aussi les fonctions
des huiles minérales, l'encre peut
alors être qualifiée d'”écologique”.
Les huiles assurent aussi la répartition homogène des colorants, ou
plus exactement la dispersion et
l'enrobage des pigments.
Les résines forment les films
Qu'elles soient naturelles ou synthétiques, toutes les résines ont en
commun de jouer le rôle de “filmogène” au cours du processus de
séchage. Leur choix dépend du type
de séchage de la gamme d'encres.
Les encres séchant par infiltration
sélective et oxydo-polymérisation
ou uniquement par oxydation
contiennent surtout des résines
alkydes et de la colophane, mais
elles nécessitent la présence d'huiles comme solvants et véhicules.
Les encres et vernis séchant sous
rayonnement n'ont besoin d'aucune
huile ni autres substances volatiles.
D'un emploi plus rare, les encres et
vernis UV ainsi que les encres F.E
(séchant sous faisceau d'électrons
EBC, “EB-curing”) qui durcissent
par réaction radicalaire, reposent
surtout sur des résines acryliques
(AC). Les encres UV à séchage cationique présentent, elles, une forte
proportion de résines époxydes (EP)
et spéciales.
Dans le liant des encres et vernis
séchant sous rayonnement, les
molécules de résine prennent
elles-mêmes en charge la répartition du travail entre les résines et
les huiles dans la mesure où elles
Process 3 | 2006 3
Principes fondamentaux du séchage| Types de séchage
Monomères et oligomères
C'est bien en raison de leur brièveté que la littérature spécialisée continue d'employer couramment ces longues désignations.Il serait en effet
plus correct d'utiliser celles qui figurent dans le protocole UV commun, connu sous le nom de “Protocole UV, version 9/2001”et conclu par les
institutions européennes BG Druck & Papierverarbeitung (Allemagne),CNAMTS (France),HSE (Grande-Bretagne) et ISPESL (Italie) sur l'amélioration des conditions de mise en oeuvre de la technologie UV dans les industries graphiques de ces pays. Les monomètres présents dans
les encres UV y sont qualifiés d'”acrylates sténomériques de faible poids moléculaire” et les oligomères d'”acrylates eurymériques de fort
poids moléculaire”. Ils font aussi partie des composants des encres hybrides.
Lors de l'oxydo-polymérisation des molécules de résine, en
réagissant avec le siccatif (oxydant), l'oxygène de l'air libère
des ions oxyde réactifs qui réticulent la résine par des ponts
oxygène. Des catalyseurs favorisent l'absorption d'oxygène
dans le liant et le rayonnement IR accélère l'oxydation.
présentent des formes à structures
simples et multiples (qualifiées
pour simplifier de monomères et
d'oligomères). Dans les systèmes
UV et F.E., ce sont les monomères
qui, parce qu'ils sont complètement libres et non réticulés,
influent sur la viscosité en jouant
le rôle de “diluant” en lieu et place
des huiles. Leur proportion est particulièrement élevée dans les vernis UV pour obtenir un étalement
optimal. Déjà pré-réticulés en chaînes courtes (“pré-polymères”), les
Dans les processus de durcissement, le rayonnement UV décompose les
molécules du photo-initiateur (PI), selon son type, soit en radicaux
(PI–) soit en cations complexes (PI+). Les produits de décomposition
réticulent entre eux les monomères (MM) et les oligomères (OM) pour
former un polymère.
oligomères assurent la brillance, la
dureté, la résistance au frottement
et la résistance chimique du futur
polymère. Les monomères et les
oligomères restent séparés dans le
vernis liquide jusqu'à ce que leurs
groupes de molécules réactifs
s'agrègent à des radicaux ou des
cations qui constituent les liens
permettant la réticulation tridimensionnelle (polymérisation).
Les encres hybrides renferment des
résines que l'on trouve aussi bien
dans des encres séchant par infiltration et oxydo-polymérisation que
dans des encres UV à durcissement
radicalaire. On peut donc parfaitement affirmer qu'elles conjuguent
le meilleur des deux systèmes de
séchage. Les huiles empêchent par
exemple la voltige, inconvénient
des encres UV. Les encres hybrides
peuvent être directement recouvertes aussi bien de vernis UV que de
vernis gras spécial. Et, contrairement à l'impression purement UV
qui implique un équipement spé-
cial de la machine ne convenant
exclusivement qu'aux encres UV et
à leurs produits de nettoyage agressifs, les encres hybrides autorisent
elles l'emploi de rouleaux en caoutchouc standard et de blanchets universels offrant une bonne résistance physico-chimique aussi bien
en mode “hybride” que “conventionnel”.
Les encres et vernis UV ainsi que
les encres hybrides nécessitent
une aspiration de l'ozone dans la
zone du sécheur de sortie pendant
le roulage et les encres F.E. un blindage contre les rayons X.
Les siccatifs favorisent la polymérisation
C'est derrière le terme de siccatif
que se cache la substance responsable du séchage chimique: ou bien
par oxydation progressive ou bien
par durcissement immédiatement
perceptible sous l'effet d'un rayonnement. Dans les deux cas, il s'agit
de processus de polymérisation.
Dans les encres qui sèchent entièrement ou partiellement par oxydation, le siccatif est un oxydant dont
la teneur doit pouvoir aussi être augmentée par le conducteur. Comme
l'oxygène de l'air participe à l'oxydation, c'est en surface que la couche
d'encre commence à sécher, puis le
séchage se poursuit peu à peu en
Types de séchage des encres et vernis; applications
Types de séchage
Amorce ou aide externes au séchage
Applications
Emetteur IR, sécheur à air chaud (sous certaines conditions)
Encres conventionnelles et hybrides (toujours combiné à une oxydation) sur supports absorbants
Encres conventionnelles et coldset sans mouillage séchant uniquement par infiltration
Encres heatset; encres offset sans mouillage pour impression sur plastique
Principes physiques:
Infiltration du liant
Vaporisation d'huiles minérales volatiles à haute température Sécheur-tunnel à air chaud, émetteur IR
dans le liant
Evaporation du véhicule volatile
Sécheur à air chaud (modulaire, à tunnel, à jets d'air); thermo- Encres solvantées (hélio, sérigraphie, tampographie, flexo), vernis (hors ligne) et encres à teinture (jet d'encre);
fixage
toners liquides (hp indigo/Toyo ElectroInk)
Vaporisation du véhicule liquide à haut point d'ébullition
Sécheur à air chaud, sécheur IR sous certaines conditions
Vernis aqueux (en dispersion), encres flexo, hélio et à teinture (jet d'encre thermique)
Précipitation du liant et infiltration du solvant par absorption Humidité dans le support, apport de vapeur d'eau
de l'humidité
Re-solidification des résines fondues ou vaporisées
Température ambiante; thermofixage
Impression sur ondulé en fixation à l'humidité ou à la vapeur
Cartouches d'encre à changement de phase pour jet d'encre, films d'encrage pour impression par sublimation thermique, toners secs et liquides
Principes chimiques:
Oxydo-polymérisation du liant
Oxygène de l'air, poudre (pour une meilleure aération de la Encres offset conventionnelles, hybrides et sans mouillage et pour sérigraphie sur supports absorbants ainsi que
pile), accélération par sécheur IR et air chaud, éventuellement vernis gras sur supports et couches d'encres (toujours combiné à l'infiltration);
ajout de siccatif (dans l'alimentation en encre)
encres séchant purement par oxydation pour impression sur plastique
Polymérisation du liant acrylique induite par UV (décomposi- Emetteur UV permanent, lampe excimère (seulement en
tion des photo-initiateurs en radicaux)
flexo), éventuellement inertisation à l'azote
Encres et vernis UV à durcissement radicalaire en offset feuilles, heatset et continu en offset bobine
Sérigraphie, flexo et hélio et vernissage hors ligne; encres hybrides en offset feuilles
Encres offset UV sans mouillage pour films plastique, cartes, CD et continu (étiquettes, emballages)
Polymérisation stimulée par UV du liant époxyde (cations libé- Emetteur UV à impulsions, éventuellement émetteur IR
Encres et vernis UV à durcissement cationique en offset feuilles, continu flexo et offset; encres Dual-Cure en offset feuilles
rés par les photo-initiateurs)
Polymérisation induite par faisceau d'électrons du liant acryli- Emetteur d'électrons avec inertisation à l'azote
Encres et vernis durcissant sous F.E. en offset feuilles, continu offset et flexo,
que (décomposition de radicaux)
Polymérisation, polyaddition ou polycondensation de deux
Eventuellement ajout de solvant selon le mécanisme de réac- Encres deux composants et plastiques pour la sérigraphie
composants du liant
tion
4 Process 3 | 2006
Principes fondamentaux du séchage| Types de séchage
profondeur; la première peau formée à la surface du film ne permet
donc pas de juger du niveau effectif
du séchage.
La pratique a montré qu'on pouvait
accélérer la polymérisation, relativement lente, par un apport de chaleur. Ce n'est donc pas seulement
en raison du vernissage en ligne
que beaucoup de machines multicouleurs sont dotées de sécheurs à
infrarouge et à air chaud.
Sur les machines hybrides, le
séchage et le durcissement se
déroulent en plusieurs étapes. Des
sécheurs UV intermédiaires sont
interposés en un ou plusieurs
endroits entre les groupes pour
sécher en surface la (les) couche(s)
d'encre sous-jacente(s) sans empêcher l'infiltration des composants
gras. Au cours du séchage de sortie, un apport de chaleur accélère
l'oxydation avant l'exposition au
rayonnement UV. Les modules de
séchage final, positionnés au gré
du conducteur, sont généralement
montés dans une sortie rallongée
double et dans la montée vers la
réception. En donnant au vernis
UV un parcours maximum, on lui
laisse aussi suffisamment de temps
pour s'étaler et former une surface
aussi lisse et brillante que possible.
Dans le cadre de la technologie
hybride, KBA a mis au point le
sécheur Carbon-Twin-IR, susceptible d'équiper aussi des machines
conventionnelles (voir article ciaprès).
Photoréticulation avec ou sans
photo-initiateurs
Les encres et vernis séchant sous
UV ainsi que, pour une moindre
part, les encres hybrides contiennent comme siccatifs des photoinitiateurs qui se décomposent en
molécules résiduelles très réactives sous l'action du rayonnement
UV. Les photo-initiateurs organiques, choisis en fonction du type
de résine, libèrent soit des radicaux à charge négative soit des ions
positifs à plusieurs atomes (cations
complexes). Ces produits de
décomposition entrent en réaction
avec les groupes de molécules
libres des résines et amorcent ainsi
leur polymérisation. A leur livraison, les encres et les vernis
contiennent déjà des photo-initiateurs: les boîtes ou autres conte-
nants doivent donc être entreposés
à l'abri de la lumière.
Les photo-initiateurs passent pour
être des substances relativement
agressives. Contrairement aux
encres UV, leur présence en quantités minimes dans les encres
hybrides et les produits de lavage
pour encres hybrides n'oblige pas à
choisir des matériaux plus résistants dans les groupes imprimants
de la machine. Reste l'odeur typique des photo-initiateurs, plus
forte après le séchage pour des
encres et vernis UV radicalaires, à
peine perceptible pour les encres
hybrides et plus du tout pour les
encres UV cationiques.
Les encres hybrides et les vernis UV
employés en offset feuilles ne
contiennent actuellement que des
substances radicalaires. A partir
d'une certaine puissance de rayonnement, le temps d'action du sécheur
UV de sortie est assez long pour durcir suffisamment en quelques secondes les encres et les vernis.
Les vernis UV radicalaires permettent en outre de déposer des couches plus épaisses que les cationiques: c'est là un argument
important pour le développement
de la brillance. Les formulations
cationiques auraient certes l'avantage de continuer à durcir même
après l'action du rayonnement et
donc de sécher à cœur dans tous
les cas. Ce ne serait toutefois possible rapidement que pour de faibles épaisseurs de couches sinon le
durcissement pourrait durer plusieurs heures. De plus, avec les
vitesses de roulage élevées,
compte tenu de la durée de rayonnement nettement supérieure
nécessaire, il faudrait plus d'un
sécheur UV en sortie, ce qui impliquerait une réduction du temps
d'étalement du vernis.
Il faut saluer les recherches dans le
secteur des encres bi-polymérisantes (dual-cure) qui s'adressent en
principe à des applications conventionnelles, et n'ont donc pas nécessairement besoin d'être vernies
comme les encres hybrides puisque,
sous l'effet d'un bref flash UV, elles
forment une surface dure et sèchent
par ailleurs par infiltration sélective/oxydo-polymérisation. En cas de
succès de leur développement, elles
pourraient constituer un troisième
mode d'exploitation des machines
hybrides et offrir sur les machines
conventionnelles une alternative au
vernissage de surimpression visant à
permettre de passer plus rapidement au façonnage.
Les encres F.E. ne nécessitent
aucun siccatif: le rayonnement est
tellement “dur” que la polymérisation commence sans radicaux.
Compte tenu des propriétés germicides du rayonnement ionisant, ce
procédé est surtout employé pour
les emballages à haut niveau de stérilité. L'avantage du durcissement
immédiat des couches des deux
côtés du support, même avec
rayonnement d'un seul côté, ne
compense pas les coûts élevés des
investissements.
Les colorants n'influent pas seulement sur l'aspect
Les colorants employés dans les
encres offset feuilles sont exclusivement des pigments, c'est-à-dire
des cristaux organiques ou anorganiques et leurs condensations
(agglomérations), uniformément
répartis sous forme non dissoute
dans le liant. Plus la taille des particules de pigment est élevée et plus
leur concentration dans le liant est
forte, plus l'encre sèche ou durcit
vite. En plus des pigments colorants, il existe aussi des pigments
spéciaux à effets (métallique,
nacré) susceptibles d'être ajoutés
aussi bien dans des encres que dans
des vernis en dispersion.
Les encres hybrides sont proposées
avec des pigments qui, en termes de
concentration, d'agglomération et
de paramètres chimiques, correspondent pour l’essentiel aux propriétés des encres standard. Par
principe, les encres hybrides sont
plus proches des encres classiques
que les encres UV. Elles présentent
donc le même comportement à l'engraissement du point que les encres
standard. Contrairement aux encres
UV, il n'est pas nécessaire de modifier les courbes caractéristiques, ce
qui facilite bien entendu l'introduction de la technologie hybride dans
une entreprise et aussi l'alternance
entre les modes “conventionnel” et
“hybride”.
Comme pour les encres UV, la couleur du pigment des encres hybrides influe sur le résultat du durcissement UV: plus sa longueur
d'onde est longue, c'est-à-dire éloignée de la gamme UV (surtout
pour le jaune primaire et les tons
directs rouge), plus l'effet du
rayonnement UV est faible. Les
particules de pigments jaune et
rouge absorbent en effet fortement
les parts d'ultraviolet du rayonnement: elles ré-émettent donc
moins de rayonnement UV et font
pour ainsi dire de l'ombre aux particules voisines. Contrairement
aux encres UV, les encres hybrides
peuvent elles compenser ce phénomène par accélération de l'oxydation avant le séchage UV en sortie.
Ce qu'il faut savoir sur les encres hybrides
Types de séchage: tant par infiltration sélective/oxydo-polymérisation que par
durcissement UV radicalaire, successivement ou simultanément; d'éventuels déficits de
durcissement UV (avec pigments jaune et rouge) sont compensés par l'oxydation
Technique de séchage: en plusieurs étapes: un à deux sécheurs UV intermédiaires pour sécher l'encre hybride en surface, émetteur IR et sécheur à air chaud dans la sortie rallongée pour accélérer l'oxydation dans l'encre hybride et, le cas échéant, dans le vernis gras, sécheur UV en sortie pour l'encre hybride et le vernis UV
Formulations: Il existe des encres pour offset humide et offset sans mouillage
Pigmentation: comme les encres standard;existent en couleurs primaires et spéciales
Engraissement du point: comme les encres standard (intéressant en cas d'alternance); pas de courbe caractéristique spéciale nécessaire (contrairement aux encres UV)
Imprimabilité: manipulation optimale, absence de voltige
Compatibilité: sans danger ni problème à condition d'employer des encres hybrides
homologuées KBA/FOGRA avec des vernis gras,UV et des produits de nettoyage adaptés au
mode hybride ainsi que des rouleaux caoutchouc et des blanchets standard pour alterner
modes conventionnel et hybride
Possibilité de vernir: directement, c'est-à-dire sans attendre le séchage du primaire,avec du vernis UV;possibilité de combiner avec un vernis gras ou UV pour obtenir des
contrastes brillant/mat.
Aspect financier: plus chères que les encres standard et UV, mais d'un emploi plus
varié et plus économique
Process 3 | 2006 5
Principes fondamentaux du séchage| Systèmes de séchage KBA
Sécheurs novateurs,
d'une très grande
efficacité
UV
IR+TA
Comment KBA garantit une grande souplesse et une forte rentabilité grâce au
sécheur universel VariDry
Des systèmes de séchage personnalisés pour des exigences particulières
de vernissage
KBA est réputée pour la personnalisation de ses machines. Les machines feuilles n'y font pas exception.
Grâce à leur modularité, les Rapida
peuvent recevoir la configuration
qui satisfait de façon optimale aux
impératifs techniques du client. Les
“généralistes” tout comme les spécialistes trouvent donc chez KBA la
machine de leurs rêves.
Et même pour les spécialistes, KBA
veille bien entendu à ce que la
machine rêvée réponde non seulement aux exigences spécifiques
mais constitue toujours aussi un
outil de production très polyvalent.
Chacun sait en effet qu'aucune
commande n'est exactement identique à une autre. C'est précisément au niveau du séchage que
l'on peut juger si la machine peut
offrir une combinaison idéale de
procédés ou si l'imprimeur doit
s'accommoder de compromis au
détriment de la qualité et de la rentabilité.
On ne s'étonnera donc pas que,
pour les machines hybrides aussi,
KBA dispose d'un système de
séchage optimal qui, de surcroît,
fait référence pour le vernissage
hybride. Un ensemble de séchage
est optimal quand la machine peut
être adaptée exactement et avec
Vue d'ensemble du sécheur VariDry sur une machine hybride KBA Rapida 105 à séchage UV en sortie et section de chauffage composée d'émetteurs infrarouge (IR) et de lames d'air chaud (TA)
souplesse aux différentes combinaisons d'encres et de vernis.
Ainsi, les encres hybrides sont vernies avec du vernis UV ou avec du
vernis gras et du vernis UV, tandis
qu'en mode conventionnel, des
encres standard peuvent être vernies en surimpression avec du vernis en dispersion. Selon la
combinaison de vernis et le type
de dépôt, les parts respectives de
vernissage en réserves et en aplat
mais aussi la charge maximale
d'encre peuvent varier considérablement. Une Rapida hybride permet donc de disposer de façon
optimale des sécheurs entre groupes, dans la sortie rallongée et
dans la montée vers la réception
(voir aussi encadré “La machine
hybride standard”). Le conducteur
peut permuter à son gré les émetteurs IR et UV et les lames d'air
chaud ou les compléter sur les
Suite page 7
Suite de la page 5
Des additifs permettent d'affiner
l'adéquation
Huiles, résines, siccatifs, pigments:
les multiples possibilités de combinaisons ne conduisent bien
entendu qu'à une mise en adéquation grossière des caractéristiques
d'imprimabilité, d'adhérence et
d'aspect. Pour adapter plus finement les encres et les vernis à des
conditions d'impression, des scénarios de séchage et des supports
donnés, on dispose encore de charges et d'additifs.
Ces produits chimiques empêchent par exemple la formation
d'une peau sur l'encre dans l'encrier (“encre semi-fraîche”) ou sur
les rouleaux de l'encrage (“encre
fraîche”), mais ils peuvent aussi
accélérer certains modes de
séchage (catalyseurs, siccatifs supplémentaires). Les dispersants
aident les huiles à enrober les particules du pigment et évitent la formation de grumeaux. Les diluants
6 Process 3 | 2006
meilleure brillance, des cires augmentent le glissant et la qualité du
brillant. Nombre de ces charges, à
l'exception des cires, incompatibles avec le vernis UV, figurent
bien entendu aussi dans les encres
hybrides.
impératifs de la pratique en
matière de formulation et de technologie de séchage. On comprend
donc plus facilement combien il
est difficile d'optimiser les encres
en général, et les encres hybrides
en particulier, en fonction des
caractéristiques de l'application. La
mention “hybride” sur l'étiquette
d'une boîte d'encre ou de produit
de nettoyage ne constitue donc
aucunement une garantie pour une
impression et un vernissage sans
problèmes. Il est au contraire absolument impératif de n'employer
que des encres, vernis et produits
de lavage dont l'adaptation les uns
aux autres a été testée, qui sont
recommandés par KBA et/ou homologués KBA/fogra. Le vernissage
hybride sans soucis n'existe qu'accompagné d'un conseil compétent!
Des impératifs complexes
Dieter Kleeberg
Dans les encres UV et hybrides, les pigments jaune et rouge provoquent un plus mauvais durcissement sous rayonnement que les pigments bleu, vert et noir. Les encres hybrides compensent ce
déficit par un séchage par oxydation (photos et schémas: Kleeberg)
déterminent la viscosité. Des substances influant sur le pH, la tendance à l'émulsion et la tensioactivité (dont les huiles silicone et,
pour l'offset sans mouillage, leurs
substituts) optimisent les interactions avec le liquide de mouillage,
la surface de la plaque et la couche
du papier. Des agents favorisent
l'étalement rapide des couches
d'encres et de vernis pour une
Les considérations ci-dessus montrent le niveau de complexité des
Principes fondamentaux du séchage| Systèmes de séchage KBA
La machine hybride standard de KBA et ses options
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1 – cinq groupes pour encres conventionnelles et hybrides: utilisation d'un garnissage en caoutchouc standard
pour les rouleaux uniquement sous réserve d'employer des consommables recommandés par KBA. Après les quatre encres primaires, il est
possible d'employer un ton direct ou un vernis gras dans le dernier groupe pour des contrastes mat/brillant. De nombreux utilisateurs choisissent d'investir dans un sixième groupe pour gagner encore en flexibilité.
2 – un sécheur UV intermédiaire: un émetteur UV doit impérativement être placé entre le dernier groupe imprimant et la tour
de vernissage.En présence de plus de cinq groupes,d'une forte charge d'encre et de motifs très couvrants,de vitesses de roulage très élevées
ainsi qu'en cas de blanc couvrant et/ou d'encres métallisées, il est recommandé d'interposer un autre sécheur intermédiaire enfichable en
partie avant. Un sécheur intermédiaire devrait comporter un émetteur d'une puissance de 160 à 200 W/cm, réglable si possible en continu.
3 – une tour de vernissage à deux circuits: ce qui permet de commuter facilement entre les deux types de vernis en cas de
changement de travail. Un système optionnel d'alimentation automatique en vernis permet d'alterner encore plus rapidement et commodément entre un vernis à l'eau et un vernis UV.Un système de nettoyage intégré avec programmes de lavage de durée modulable rince automatiquement en quelques minutes tous les éléments en contact avec le vernis, pratiquement sans nécessité de terminer à la main.Dans ces
conditions, le passage du vernis UV au vernis acrylique, ou inversement, ne prend qu'une dizaine de minutes voire une à deux minutes entre
des vernis de même type (d'un vernis UV à un autre, d'un vernis en dispersion à un autre).
4 – sortie rallongée: cette rallonge du parcours qui permet l'étalement du vernis est équipée d'un sécheur combiné IR/air chaud utilisé en cas d'impression avec des encres standard et du vernis en dispersion.
5 – sécheur UV de sortie: doté de trois émetteurs de 160 à 200 W/cm chacun, il devrait, comme le sécheur intermédiaire, être
autant que possible réglable en continu pour que l'on puisse adapter sa puissance de façon optimale au support.Pour éviter le collage en pile
par effet ventouse, la rampe de poudrage (P) a été repoussée le plus loin possible du sécheur UV de sortie en direction du ralentisseur.
L'ensemble des éléments 4 et 5 forment (dans un premier temps sur Rapida 105) le sécheur VariDry.
6 – ACS: le système Air Clean System représente une option très vivement recommandée.Il complète l'obligatoire aspiration d'ozone dans
la zone des émetteurs en aspirant les restes d'ozone et les particules de poudre en suspension au-dessus de la pile de réception.
emplacements pré-équipés pour
recevoir les modules.
La technologie de pointe privilégiée
depuis toujours
Il n'existe pas de sécheur offrant
une technologie optimale de
séchage sous forme de “solution
toute faite”. Depuis toujours, KBA
s'efforce, en étroite coopération
avec les fabricants de sécheurs
AdPhos-Eltosch, Grafix et IST
Metz, de proposer à ses clients une
technologie de pointe, fiable et
flexible. Les interfaces et les emplacements d'enfichage des modules
ont été optimisés et le passage des
feuilles adapté aux dimensions et
aux puissances des modules de
séchage.
La signature en 2003 d'un contrat
de licence avec Air Motion Systems
Inc., de Golden (Colorado), a fourni
à KBA l'occasion d'adapter ellemême les ensembles de séchage à
la technologie de la machine et de
les commercialiser avec son matériel. Depuis Graphexpo 2003 de
Chicago, KBA détient les droits
exclusifs pour la fabrication, le perfectionnement, la distribution et la
maintenance des sécheurs modulaires UV, IR et air chaud de cette
entreprise américaine dans le cadre
de leur mise en œuvre sur machines Rapida 105 à 205. KBA commercialise ce concept de sécheur
universel sous le nom VariDry. Elle
continue aussi de proposer en
option les sécheurs des autres
fabricants.
séchage sur le site de Radebeul,
KBA peut conjuguer encore plus
étroitement son savoir-faire dans la
construction de machines offset
feuilles, en particulier pour le passage des feuilles dans la zone de
séchage et pour le choix des matériaux et des revêtements, avec la
technologie des sécheurs. Cette
synergie se traduit entre autres par
la grande flexibilité d'emploi des
sécheurs VariDry: l'utilisateur peut
permuter presque sans restrictions
leur ordre et leurs positions, choisir les différents modules en fonction du type de séchage (UV, IR, air
chaud), le nombre et la puissance
des éléments étant modulables
pour être adaptés au mieux au support, au motif, au type d'encre, de
vernis et à la vitesse de roulage.
Dans un premier temps, les
VariDry sont livrés avec toutes les
Rapida 105, et donc aussi avec toutes les machines hybrides de
moyen format; ils équiperont ultérieurement les autres formats.
Grâce au VariDry, sans séchage final
UV, la sortie rallongée de la nouvelle
Rapida 105 offre un espace de 18
emplacements (7 pour IR et 11 pour
lames d'air chaud) où les modules
peuvent être enfichés dans l'ordre
souhaité par le conducteur. Ce qui
est également nouveau, ce sont les
registres de chauffage pour air
chaud, disposés dans la réception,
de chaque côté. L'aspiration de l'air
chaud est réglable en continu à partir du pupitre.
En cas de séchage final UV, c'est-àdire aussi sur machines hybrides,
les trois derniers emplacements
sont occupés par des émetteurs
UV d'une puissance de 160 à 200
W/cm chacun. Les positions de ces
VariDry, aussi pour machines hybrides
Avec la fabrication et le perfectionnement des sécheurs VariDr y
jusqu'aux divers modules de
Le sécheur VariDry permet d'abriter sept émetteurs Carbon-Twin-IR
Process 3 | 2006 7
Principes fondamentaux du séchage| Systèmes de séchage KBA
Plages de longueurs d'ondes en
séchage IR
Le rayonnement infrarouge est absorbé par
la couche de vernis en dispersion déposée
qui est ainsi fortement échauffée, ce qui
amène la part d'eau qu'elle contient à
s'évaporer. L’évaporation de l'eau n'est
pourtant presque complète que si une certaine quantité d'énergie est irradiée à la
longueur d'onde actinique* du vernis, soit
environ 3000 nanomètres. Conformément
à la loi du déplacement de Wien**,l'apport
d'énergie doit être d'autant plus élevé que
la longueur d'onde de l'intensité maximale
d'un émetteur est basse; autrement dit,
plus cette longueur est éloignée de la
valeur idéale de 3000 nm dans le spectre
électromagnétique. C'est pourquoi un
émetteur IR à ondes courtes convient
moins bien qu'un autre à ondes moyennes.
Ni des émetteurs IR halogènes à longueurs
d'ondes ultracourtes ni des émetteurs IR
refroidis par eau ne sont envisageables car
leur intensité maximale se situe dans la
plage du proche infrarouge (à 800 nm
environ, la lumière rouge visible se transforme en rayonnement thermique invisible): leur consommation d'énergie est trop
onéreuse. Les émetteurs IR à ondes courtes (SIR) développent leur maximum d'intensité à 1100 nm environ. Ils supposent
donc une dépense d'énergie considérable,
car ce maximum se situe bien loin des
3000 nm. Une grande partie de l'énergie
est dissipée en pure perte. Le rendement
énergétique et donc l'efficacité pour l'évaporation de l'eau reste donc relativement
faible. De plus, le rayonnement thermique
inutilisé provoque un fort échauffement,
indésirable, du support.
*) La longueur d'onde actinique
d'une substance est celle à laquelle
il est possible de déclencher des
réactions physiques et chimiques
dans cette substance. Les vernis en
dispersion et d'autres substances
contenant des polymères ou composés de polymères réagissent
avec le plus d'efficacité sous un
rayonnement IR vers 3000 nm.
Le grand diagramme représente la répartition spectrale du rayonnement S(λ) (courbe d'intensité)
des trois types de sécheurs IR à ondes courtes (SIR), à ondes moyennes rapide (FMIR) et Carbon
Twin (CIR) par rapport à leur puissance de séchage pour une surface donnée. On voit sur le petit
diagramme bleu qui lui est superposé et qui représente le taux d'absorption spectrale relative α
(λ) pour du vernis en dispersion (maximum à une longueur d'onde de 3000 nm) que le Carbon
Twin contribue mieux à l'évaporation de l'eau (remplissage en bleu sous la courbe CIR) que les
autres émetteurs IR. De plus, la courbe d'intensité montre que c'est le CIR qui, à la plus basse température (1200 °C seulement) c'est-à-dire pour l'apport minimal d'énergie, atteint le meilleur
résultat d'absorption et offre donc le meilleur rendement.
(Source: Heraeus Noblelight)
Les différents émetteurs IR à ondes moyennes offrent une intensité maximale entre 1500 et
2400 nm environ. Ceux qui fonctionnent dans la plage des 1500 nm s'amorcent très rapidement, c'est-à-dire qu'ils peuvent fournir leur puissance maximale de rayonnement dans une
durée précise et qu'ils réagissent immédiatement aux signaux de commande. Dans la pratique,
ces “émetteurs IR à ondes moyennes rapides” (FMIR) sont souvent associés à des IR à ondes
courtes (SIR) car leurs courbes d'intensité respectives se compensent avantageusement dans
la plage des 3000 nm. Leur rendement n'est pourtant toujours pas satisfaisant. Les émetteurs
Carbon-Twin-IR (CIR) présentent leur intensité maximale à 2000 nm et se rapprochent donc
plus près des 3000 nm que les autres émetteurs mentionnés; il n'est donc pas nécessaire de
les combiner à des SIR. De plus, ils s'amorcent presque aussi rapidement que les FMIR. Les CIR
offrent une densité de rayonnement exceptionnellement forte. C'est précisément cette propriété qui manque aux émetteurs IR à ondes moyennes (SMIR), lents, qui par ailleurs, avec un
maximum d'intensité à 2400 nm atteindraient un rendement encore meilleur. Les émetteurs
IR à ondes longues dont l'intensité maximale devrait se situer entre 5000 et 10 000 nm ne
sont pas techniquement réalisables.
émetteurs sont également permutables, ce qui devient intéressant
quand ils offrent des puissances
différentes de l'un à l'autre. Facile à
enficher, chaque émetteur peut
être changé par le conducteur.
Carbon-Twin-IR, nouvelle génération
de sécheurs
Il est possible de permuter à volonté des sécheurs à lame d'air chaud (à gauche) et des sécheurs
infrarouge Carbon-Twin (à droite) pour adapter au cas par cas le système VariDry au produit
imprimé et à la vitesse de roulage
8 Process 3 | 2006
Dans le cadre du développement
du concept VariDry, KBA mise sur
une nouvelle technologie pour le
séchage infrarouge. L'emploi
d'émetteurs Carbon-Twin du marché a en effet permis de mettre au
point une nouvelle génération de
sécheurs IR avec lesquels KBA a
réussi à augmenter notablement
l'efficacité du séchage IR. Cette
solution novatrice se répercute
avantageusement sur le bilan énergétique d'une machine offset feuil-
**) En physique des rayonnements,
la loi du déplacement de Wien
énonce que le produit de la longueur d'onde au maximum de l'intensité de l'émetteur par la température rayonnée correspondante
reste constant: T · λ = const. En
déplaçant la courbe d'intensité
vers les longueurs d'ondes supérieures (dans notre cas vers les
3000 nm), la courbe s'aplatit globalement car, le produit étant
constant, la valeur de l'intensité
doit nécessairement décroître. Si
donc la température maximale
(puissance de l'émetteur) peut être
plus basse, l'émetteur a besoin de
moins d'énergie pour une même
efficacité de séchage. C'est ce phénomène qu'utilise l'émetteur
Carbon Twin IR.
les, car les sécheurs IR représentaient jusqu'ici une part disproportionnée de l'énergie consommée.
Par principe, il est toujours possible d'employer les nouveaux modules IR dans un sécheur VariDry
quand un rayonnement thermique
est nécessaire: pour sécher la couche de vernis acrylique sur les
machines hybrides ou conventionnelles ou encore le primaire sur les
machines à double vernissage, mais
tout aussi bien pour aider au
séchage par oxydation des encres
standard, sans mouillage ou hybrides ou encore pour favoriser la
vaporisation de solvants dans d'autres procédés d'impression. En
choisissant la source de rayonnement non conventionnelle CarbonTwin, KBA vise surtout à obtenir,
Principes fondamentaux du séchage| Systèmes de séchage KBA
avec un apport en énergie le plus
minime que possible, une évaporation aussi rapide et complète que
possible de l'eau hors des vernis en
dispersion. On n'avait encore
jamais atteint jusqu'ici un rendement aussi élevé.
Technologie carbone: rendement
maximal, échauffement minimal du
support
C'est la société allemande Heraeus
Noblelight GmbH d'Hanau, membre
du groupe de technologie et de
métaux précieux Heraeus Holdingund fabriquant des sources de
lumière et de rayonnement spéciales pour différents secteurs industriels, qui fournit les émetteurs
infrarouge Carbon-Twin disponibles
depuis 2002 seulement. La désignation “Twin” renseigne sur leur structure: une paire de tubes émetteurs,
comme la plupart des autres émetteurs IR à ondes courtes et moyennes. Leurs filaments doivent être
logés dans deux tubes parallèles
pour pouvoir fournir la puissance
totale souhaitée sur toute la largeur
du format. KBA utilise une paire de
tubes d'une puissance de 80 W/cm,
dans lesquels les filaments sont portés à 1200 °C. La paroi interne du
tube en quartz est recouverte d'or
pour une réflexion optimale des
rayons IR.
Le filament est constitué de carbone. Un émetteur IR au carbone
(CIR) émet dans le spectre infrarouge en ondes moyennes et atteint
son maximum d'intensité pour une
longueur d'ondes de 2000 nm. Plus
que les précédents sécheurs IR, le
CIR se situe ainsi plus près des
3000 nm pour lesquels l'eau contenue dans le vernis en dispersion
s'évapore (voir encadré “Plages de
longueurs d'ondes en séchage IR”,
page 8). Proche de cette longueur
d'onde idéale, il est logique que le
CIR nécessite par nature nettement
moins d'énergie pour provoquer
l'évaporation de l'eau. Demandant
un plus faible apport d'énergie et
dégageant moins de chaleur en
pure perte, il présente un rendement supérieur aux autres sécheurs
IR et ne provoque qu'un échauffement minime du support. A amorçage rapide, le nouveau CIR contribue fortement à la stabilité du processus et à l'assurance qualité
puisqu'il est régulé par mesurage de
la température en pile.
C'est pourtant une autre caractéristique qui qualifie particulièrement
le CIR pour son emploi dans l'imprimerie. Sa densité de rayonnement est tellement élevée, stable
et homogène, qu'elle permettrait
de réaliser une paire de tubes pour
des largeurs de format atteignant
3 m. Le CIR est donc loin d'atteindre ses limites, même pour sa mise
en œuvre sur la machine offset
feuilles la plus large au monde, la
KBA Rapida 205.
Dieter Kleeberg
Dans le système VariDry, le sécheur UV de sortie peut recevoir trois émetteurs UV d'une puissance
maximale de 200 W/cm permutables entre eux
Lors de l'extraction d'un module UV, il convient de brancher les arrivées de haute tension, de tension de commande et d'eau de refroidissement en
position d'attente
Les contacts à enficher de l'émetteur UV permettent son changement simple et rapide par les conducteurs
Process 3 | 2006 9
Principes fondamentaux des encres et des vernis | Interactions
Choix d'une philosophie
Partant de la gamme de produits
fabriqués par une imprimerie donnée, les impératifs d'adhérence et
de compatibilité des matières envisagées s'avèrent décisifs pour choisir la configuration d'une machine à
imprimer. Le tableau ci-dessous
fournit une vue d'ensemble des
combinaisons d'encres, de vernis et
de supports possibles et éprouvées
dans la pratique ainsi que la configuration de machine KBA appropriée correspondante. Dans l'emballage, la PLV et l'étiquette où les
impressions visuelles et tactiles que
suscitent les effets de surface
jouent un rôle majeur, c'est le vernissage en ligne qui prédomine. A
l'ère pré-hybride, l'imprimeur
n'avait le choix qu'entre deux philosophies radicalement différentes:
soit le tout UV, soit le double vernissage. Les remarquables efforts
de développement de KBA ont
contribué à lui ouvrir désormais
une autre possibilité: l'hybride.
Philosophie Tout UV
Une grande brillance ne peut être
obtenue que par une fabrication
purement UV, c'est-à-dire avec des
encres UV et un vernissage final UV.
Une double sortie rallongée s'avère
là intéressante pour que l'allongement du parcours laisse suffisamment de temps au vernis UV pour
former une surface homogène, lisse
comme un miroir. Le choix en
faveur d'une machine purement UV
ne laisse toutefois plus aucune possibilité de passer à un autre mode.
Philosophie Double vernissage
Ceux qui veulent continuer à imprimer avec des encres standard, sans
renoncer pour autant au brillant du
vernis UV pour certaines commandes, choisiront généralement une
machine à double vernissage final.
Pour éviter ou limiter fortement
l'effet “peau d'orange”, il faut en
effet impérativement interposer
une couche de vernis en dispersion
entre l'encre offset fraîche et le vernis UV final. Cette couche appelée
“primaire” obture les couches d'encres et, après un séchage intermédiaire IR/air chaud, fournit un fond
sur lequel le vernis UV peut venir
accrocher sans problème. Compte
tenu de leurs deux tours de vernissage et de leurs deux groupes morts
intermédiaires, les machines à double vernissage sont très longues et
chères, mais elles permettent de
réaliser des effets de brillance beaucoup plus variés que les machines
UV. On peut ainsi faire un vernissage non pas par primaire suivi
d'UV mais avec deux vernis en dispersion successifs, soit pour augmenter le brillant par une couche
de vernis homogène plus épaisse
soit pour ajouter des pigments à
effet dans la seconde tour.
Parmi les machines à double vernissage en sortie, on trouve aussi des
configurations comportant en plus,
avant le premier groupe offset, un
groupe flexo et un sécheur intermédiaire pour un blanc couvrant ou un
fond à effet. Elles peuvent même
être équipées aussi pour l'emploi
d'encres UV. KBA a déjà livré des
machines spéciales de ce type. Cette
configuration inhabituelle, proposée
aussi par Heidelberg (Speedmaster
CD 102 Duo) et MAN (Roland 700
Ultima) ne présente toutefois un
intérêt économique que pour un
segment de marché très étroit.
Philosophie Hybride
Comparées aux machines UV, les
machines hybrides ont l'avantage de
conjuguer le meilleur des deux
Dieter Kleeberg
Combinaisons d'encres, de vernis et de supports pratiquées en offset
Pré-impression
Gamme d'encres
Vernis gras*
autres philosophies, d'offrir une plus
grande polyvalence et de nécessiter
en outre moins d'expérience UV que
les machines strictement UV. Elles
représentent donc aussi la solution
idéale pour aborder l'UV. Pour ce qui
est de la brillance, les encres hybrides vernies UV surpassent en général nettement les doubles vernissages sur encres standard et s'approchent des impressions purement
UV. Les machines hybrides excellent
en particulier dans les effets de
contraste mat/brillant qui surclassent de loin ceux de la technologie
“drip-off” fondée sur un vernis en
dispersion chauffé, sans parler d'autres possibilités comme par exemple
les effets de brillant granité. Le procédé hybride réunit plusieurs modes
de séchage: les encres hybrides
sèchent, comme les encres conventionnelles, par oxydation (et pénètrent pour une certaine partie dans
le support) et, comme les encres UV,
elles réagissent cependant aussi aux
rayons UV. Il reste possible à tout
moment de revenir au mode
conventionnel, ou inversement,
sans devoir pour autant changer de
rouleaux caoutchouc, de blanchets
et de modules de séchage; les
machines hybrides peuvent ainsi
aussi utiliser des encres standard et
des vernis en dispersion.
2ème vernis
surimpresssion
—
Supports
Machines KBA
Oxydation/pénétration
1er vernis
surimpresssion
—
Papiers extrêmement absorbants
Rapida
—
Oxydation/pénétration
Vernis gras*
—
Papier, carton
Rapida, Rapida “hybride”
—
Oxydation/pénétration**
Vernis en dispersion
—
Papier, carton, (ondulé)
Rapida+L+ALV(2), Rapida “hybride”, Rapida 74 G+L+ALV(2)
et 74 Karat+L+T
—
Oxydation/pénétration
Vernis gras* (réserves)
Vernis en dispersion drip-off ou
twin-effect (aplat)
Papier, carton, ondulé
Rapida+L+ALV(2)
—
Oxydation**
Vernis en dispersion spécial
—
Plastiques sélectionnés,
substrats métallisés
Rapida+L+ALV(2), Rapida 74 G+L+ALV(2) et 74 Karat+L+T
à option plastique
—
Oxydation/pénétration
Vernis en dispersion métallisé
Papier, carton, ondulé
Vernis UV
Papier, carton, ondulé
(Vernis acryl. à effet, blanc couvrant)*** Oxydation/pénétration
Vernis en dispersion
(primaire)
Vernis en dispersion
(primaire)
Vernis en dispersion
Vernis en dispersion, à effet
Papier, carton, ondulé
(Vernis en dispersion à effet)
Durcissement sous UV
Vernis à effet métallique
Vernis UV ou en dispersion à effet
Papier, carton
Rapida+L+T+T+L+ALV2
(“double vernissage”)
Rapida L+ZT(+ZT)+c+L+T+T+L+ALV2 (“double
vernissage”)
Rapida L+ZT(+ZT)+c+L+T+T+L+ALV2 (“double
vernissage”)
Rapida L+ZT(+ZT)+c+UVZT+c++UVZT+L+ T+T+L+ALV2
(“UV + double vernissage”)
—
Durcissement sous UV**
Vernis UV
—
Papier, carton, ondulé, plastiques
sélectionnés, métallisé, tôle
Rapida+c+UVZT+c+UVZT+c++UVZT+ L+ALV2 (“tout UV”)
—
Hybride** (oxyd./pén.+UV) Vernis UV spécial
—
Papier, carton, ondulé
Rapida “hybride”
—
Hybride** (oxyd./pén..+UV) Vernis gras spécial* (réserves) Vernis UV spécial (aplat)
Papier, carton, ondulé
Rapida “hybride”
(Vernis acryl. à effet, blanc couvrant)*** Oxydation/pénétration
*) En principe, le vernis gras est appliqué dans un groupe imprimant, tous les autres vernis dans un dispositif de vernissage; **) aussi en formulation offset sans mouillage;
***) Pré-impression en ligne avec machines spéciales seulement; Abréviations dans les configurations: c = “couleur” (groupe offset), L = groupe de vernissage, T = groupe mort, ZT = sécheur
intermédiaire, UVZT = sécheur intermédiaire UV, ALV = sortie rallongée avec sécheur de sortie, ALV2 = ALV double, “Hybride” = c(+UVZT)+c+UVZT+L+ALV2
10 Process 3 | 2006
Principes fondamentaux des encres et des vernis | Interactions
Adhérence et compatibilité entre
les couches d'encres et de vernis
effect” se situent loin derrière
ceux du procédé hybride. Pour les
imprimeurs qui réalisent régulièrement des travaux avec des contrastes de brillance, l'hybride représente dans tous les cas le meilleur
choix.
Aucune encre ne convient à tous les supports. Il n'est pas possible non plus de mettre en œuvre ensemble, arbitrairement,
Vernis en dispersion seul ou avec vernis UV
au cours d'un seul et même passage en machine, des encres et des vernis impliquant des modes de séchage différents. Les
types d'encres et de vernis doivent au contraire impérativement être adaptés les uns aux autres et convenir au support,
les sécheurs devant présenter la configuration optimale et ne pas apporter plus d'énergie que nécessaire.
L'encre doit adhérer
L'un des principes intangibles d'une
fabrication de qualité réside dans
l'adhérence optimale de l'encre sur
le support. On suppose malheureusement, à tort, ici et là qu'un vernissage de surimpression renforce
l'adhérence de l'encre sur le support. En fait, le vernis n'adhère
qu'aux couches d'encres: si celles-ci
ne sont pas accrochées au support,
le vernis les entraînera avec lui en
s'écaillant.
Le choix d'une gamme d'encres
dépend donc avant tout des caractéristiques physico-chimiques du
support, c'est-à-dire son pouvoir
absorbant, sa mouillabilité (rugosité, tension interfaciale) et sa solidité aux rayonnements IR et UV.
Ce n'est qu'ensuite qu'il convient
de considérer d'autres impératifs
comme la neutralité organoleptique.
Vient enfin le choix du vernis, du
pelliculage ou du film de marquage.
Là aussi, ce revêtement de finition
doit adhérer de façon optimale aux
couches d'encres, qu'elles soient
encore fraîches ou déjà sèches. En
cas de poursuite de l'ennoblissement, il reste à vérifier ensuite si la
couche de vernis peut être gaufrée
et rainée sans problèmes et si le
film de marquage peut éventuellement être imprimé.
Des pré-impressions peuvent aider
à augmenter l'adhérence de l'encre
sur le support. C'est ce qu'on
obtient aussi en cas d'application
d'un blanc couvrant ou d'un vernis
en dispersion à effet sur du papier
pour étiquettes ou du carton. Ces
deux traitements servent certes
prioritairement à obtenir des effets
visuels mais, après le séchage intermédiaire, ils créent en même temps
un fond idéal pour l'accrochage des
encres qui viennent ensuite.
Vernis gras et UV en vernissage
hybride
Les vernis gras tout simples existent en différentes versions (brillant, mat, texturé); ils sont tout
aussi compatibles avec des encres
standard qu'avec des encres ne
résistant pas aux alcalis et des
encres hybrides. Il convient de respecter les recommandations données par les fabricants d'encres et
de vernis en cause pour savoir quel
vernis gras peut être utilisé avec
quelle encre. La désaffection globale à l'égard des vernis gras s'explique par leur coloration et leur tendance générale au jaunissement des
impressions, par leur longue durée
de séchage, la nécessité de poudrer
ainsi que par la plus faible épaisseur
des couches comparées à celles de
vernis appliqués par dispositifs de
vernissage.
Les encres hybrides leur valent
pourtant un regain de faveur. Leur
utilisation se limite dans ce cadre à
l'obtention de différents effets de
contraste de brillance en réserves:
le vernissage sélectif haute brillance souhaité est en effet généré
par le motif en réserve négative
dans le vernis gras. Le vernis UV
est appliqué en ligne, en aplat, sur
le vernis gras encore humide qui
ne brille que dans les zones réservées: le vernis UV pénètre en effet
dans le vernis gras humide en provoquant un phénomène de peau
d'orange délibérément recherché.
L'effet de vernissage en réserves
est donc obtenu par l'interaction
entre des systèmes de vernis
incompatibles, ce qui ouvre la possibilité de vernissage sélectif avec
la précision de repérage de l'offset.
L'exploitation judicieuse des différences de tensions interfaciales
entre les divers systèmes de vernis
formulés à cet effet permet de
créer des effets très particuliers.
Plus la tension interfaciale est élevée, plus l'aspect grainé est marqué. Ou inversement: moins l'écart
est faible, plus l'effet est mat. Ces
résultats ne sont pas négliger, mais
restent toutefois loin d'atteindre
ceux du vernissage mat UV.
Vernis gras et vernis en dispersion
Ce sont aussi des phénomènes
interfaciaux similaires à ceux du
vernis gras associé à un vernis UV
qui sont exploités en vernissages
“drip-off” et “twin-effect”. En mode
“drip-off”, on utilise un vernis gras
mat qui accroche bien sur des
encres standard et un vernis en dispersion spécial qui doit être chauffé
dans un groupe de chauffage. Ce
n'est en effet que lorsqu'il est appliqué à chaud qu'il présente un comportement déperlant par rapport au
vernis gras. Avec les vernis “twineffect” Senolith de Weilburger Graphics, le chauffage du vernis en dispersion n'est pas nécessaire.
Pourtant, comme le vernis en dispersion ne permet pas d'atteindre
le brillant des vernis UV, les
contrastes de brillance réalisables
en vernissages “drip-off” et “twin-
Le vernis en dispersion constitue
aujourd'hui le mode majoritaire de
vernissage en ligne. En quelques
fractions de seconde, jusqu'à 90 %
de l'eau qu'il contient s'évaporent
sous l'action des IR et de l'air
chaud, au moins pour les vernis de
surimpression; les vernis acryliques
visant un effet mat ou brillant ou
ceux qui renferment des pigments
à effet sèchent moins vite. Après
l'évaporation de l'eau, les acrylates
finement dispersés forment immédiatement un film dur. C'est pourquoi le vernis en dispersion s'avère
de plus en plus un moyen de passer
plus vite au façonnage. Inutile de se
soucier du poudrage ou du jaunissement. Seuls quelques types d'encres, celles qui résistent aux alcalis
par exemple, sont généralement
incompatibles avec les vernis en
dispersion.
Même associé à des encres UV, il
convient comme vernis de préimpression ou à effet. On emploie
en outre des vernis acryliques spéciaux, les vernis blister, pour coller
des blisters sur le support, généralement carton ou ondulé.
L'application d'un vernis en dispersion est indispensable sur les
machines à double vernissage où il
fait fonction de couche d'obturation
entre les couches d'encre humides
séchant par oxydation et le vernis
Qu'est-ce que l'effet “peau d'orange” (draw-back)?
L'effet “peau d'orange”, c'est-à-dire la perte brutale de brillance, est la principale raison qui
justifie l'existence de machines à double vernissage. Il se produit en cas de vernissage
humide sur humide avec du vernis UV sur des encres offset conventionnelles.Imperméable
à l'air, la couche de vernis empêche en effet le séchage par oxydation des couches d'encres
encore humides.
Certains composants de l'encre pénètrent certes comme d'habitude dans le support, mais
d'autres se combinent au vernis qui paraît donc d'autant plus terne que la charge d'encre
est importante. Avant le vernis UV, on applique donc un primaire, c'est-à-dire un vernis en
dispersion qui évite le contact entre l'encre et le vernis UV, et contribue en plus, du fait du
séchage intermédiaire IR/air chaud entre les vernissage acrylique et UV, à augmenter le
brillant.Un effet de “peau d'orange”risque quand même de se produire si la couche de primaire n'est pas suffisamment sèche.
Avec les encres hybrides qui réagissent aussi au séchage UV,l'effet “peau d'orange”est pratiquement exclu.
Process 3 | 2006 11
Principes fondamentaux des encres et des vernis | Interactions
Mouillage et étalement: franchissement des tensions interfaciales
anti-mousse n'assurent pas seulement l'apport d'une quantité de vernis constante par
un dépôt exempt de bulles, mais favorisent
ainsi aussi la formation d'un film de vernis
homogène. La modulation d'une résistance
optimale au cisaillement du vernis liquide
autorise un transfert régulier du vernis,même
à haute vitesse de roulage. Il risque pourtant
de se produire des défauts de mouillage,
comme les “piqûres d'épingle”dans la couche
de vernis.
Pour parvenir à une adhérence optimale de
toutes les couches d'encre et de vernis, il
faut qu'elles soient déposées suivant l'ordre décroissant des tensions superficielles:
celle du support (au moins 35 mN/m pour
la couche de papier,38 mN/m pour les plastiques) ou du fond doit être la plus forte,
celle de l'encre moyenne, celle du vernis
étant la plus faible.
La tension superficielle ou la tension interfaciale résultent des forces
d'attraction entre les molécules
Schéma: Schmid Rhyner
Ce sont les forces d'attraction entre les
molécules d'un média (support, surface de
la plaque, encre, vernis, eau de mouillage,
air) qui assurent sa cohésion (forme solide,
gouttes). Au contact avec un autre média
(encre sur plaque, vernis sur encre par ex.),
il se produit des interactions à l'interface
entre les deux médias que l'on qualifie
donc de “tensions interfaciales”. Si l'un des
médias est l'air, on parle aussi pour l'autre
média, plus dense, de sa tension superficielle dont l'unité SI est le milli-newton par
mètre (mN/m), ce qui correspond à l'ancienne unité (1 dyn/cm = 1 mN/m).
Compte tenu du caractère dipolaire de ses
molécules, l'eau présente une tension
superficielle très élevée, ce qui se traduit par
sa tendance à former des gouttes et à la
déperlance sur des surfaces lisses.En offset,la
tension superficielle de l'eau dans le liquide
de mouillage est atténuée par de l'alcool isopropylique ou des substituts pour obtenir un
mouillage optimal de la plaque, c'est-à-dire
un étalement complet de l'eau sur les zones
non imprimantes.
Les fabricants de vernis en dispersion ou UV à
faible viscosité obtiennent le même effet
d'étalement en ajoutant des produits favorisant le mouillage ou l'écoulement. Ces adjuvants permettent un étalement rapide et
homogène du vernis sur les couches d'encres
ou directement sur le support. Des produits
UV dans le but d'éviter un effet de
peau d'orange (voir encadré). Il renforce en même temps la brillance
de la couche de vernis UV. Un léger
poudrage peut s'avérer nécessaire,
mais on peut souvent s'en dispenser. Dans tous les cas, il convient
d'employer uniquement les combinaisons de vernis acrylique/vernis
UV validées par le fabricant de vernis. Le vernissage UV peut être
remplacé soit par une autre couche
de vernis en dispersion soit par un
pelliculage dont la qualité est renforcée par le primaire.
che de vernis UV autorise le façonnage des feuilles même, comme
c'est le cas des encres hybrides, si
les couches d'encres sous-jacentes
sont seulement durcies en surface
mais pas à coeur. Après durcissement, les vernis UV présentent peu
ou pas de migration, une bonne
tenue, résistent à l'abrasion, aux
alcalis, aux produits chimiques et à
la chaleur. Outre leur adaptation optimale au type d'encres (UV, hybride),
les vernis UV peuvent être choisis
dans des formulations autorisant le
marquage et le collage.
La grande force des encres et des
vernis UV réside dans l'impression
de supports non absorbants tels
que les films plastique ou les tôles.
Une grande partie des applications
se rencontre toutefois dans les
étuis pliants où la neutralité organoleptique devient primordiale.
Comme les substances durcissant
sous UV sont exemptes de solvants,
elles remplissent parfaitement les
impératifs d'absence d'altération du
goût et, employées dans les règles
Vernis UV sur encres UV et hybrides
Ce sont les vernis UV qui permettent d'obtenir les meilleurs effets de
haute brillance, plus encore sur des
encres UV ou hybrides que sous
forme de double vernissage. Le
glacé et la dureté de la couche de
vernis peuvent être tellement élevés
qu'il risque de se produire un collage
en pile par effet ventouse (voir encadré page 13). Le durcissement instantané des encres UV et de la cou-
12 Process 3 | 2006
Pour qu'un média liquide amorphe (2) puisse mouiller par étalement la surface d'un
média solide (1), il faut que la tension superficielle du média 1 soit supérieure à celle
du média 2 (en bas), sinon ce dernier perle à la surface du média (1) (en haut)
Schéma: Weilburger Graphics
de l'art, leur odeur reste extrêmement discrète.
Les encres hybrides adhérent
comme des encres standard sur le
papier et le carton, compact ou
ondulé. Sur ces supports, elles
peuvent même remplacer complètement les encres UV aux inconvénients bien connus. Tout comme
les encres UV, les encres hybrides
peuvent être vernies directement
avec du vernis UV; autrement dit,
contrairement aux encres standard, aucune couche de primaire
n'est indispensable entre les
encres et le vernis UV. Puisque les
encres hybrides, comme des
encres UV, ont déjà atteint un certain niveau de séchage par le
sécheur UV intermédiaire, le vernis UV peut adhérer sans problème
sur le film ainsi formé.
Choix des encres hybrides appropriées
Pour sélectionner les encres hybrides appropriées, il convient de s'en
tenir aux recommandations du
fabricant de la machine et à celles
de la fogra. Outre l'absence de problèmes d'imprimabilité, la bonne
aptitude au lavage et bien entendu
la compatibilité, attestée par des
essais, avec les rouleaux et les
blanchets, l'imprimeur peut partir
du principe que les encres homologuées sont solides au vernissage,
c'est-à-dire résistantes aux solvants
et aux alcalis conformément à la
norme DIN 16524, qu'elles ne
comportent pas de retardateur de
séchage et n'offrent pas une
grande résistance aux frottements.
L'ajout d'adjuvants par le conducteur s'avère donc inutile et pourrait
même conduire à des risques
imprévisibles.
Il est impératif de doser correctement les additifs de l'eau de mouillage pour le roulage. Normalement,
aucun poudrage n'est nécessaire
mais, si c'est pourtant le cas,
compte tenu du vernissage, choisir
plutôt une poudre fine. Les supports se limitent aux papiers couchés, aux cartons et aux ondulés à
Principes fondamentaux des encres et des vernis | Interactions
faible capacité d'absorption. A partir de 120 g/m2, il faut rainer parallèlement au sens des fibres avant
de plier. Les supports doivent être
entreposés au moins douze heures
dans l'atelier pour leur acclimatation.
Choix des vernis UV adaptés
La formulation du vernis joue un
rôle déterminant pour la vitesse de
durcissement et les caractéristiques d'adhérence (aussi bien du
vernis sur l'encre que de l'adhésif
ou du film de marquage sur le vernis). La réactivité des vernis UV diffère en effet selon qu'il s'agit de
vernis collables et dorables par
exemple ou non. De plus, les vernis
UV pour encres hybrides ne sont
pas ceux qui conviennent au double vernissage ou à des applications
purement UV.
L'adhérence du vernis UV sur l'encre dépend aussi de la présence ou
non dans l'encre d'agents tensioactifs (silicones ou cires par ex.) susceptibles de tellement diminuer sa
tension superficielle que le vernis
ne peut plus s'étaler avec la qualité
souhaitée. A cet égard, les encres
hybrides pour offset sans mouillage
constituent un défi particulier pour
le fabricant de vernis. KBA a pourtant fait la preuve en avril 2005
lors du dernier forum des utilisateurs d'hybride que, là aussi, il
existait des solutions utilisables en
pratique.
Le vernis UV doit lui aussi contenir
aussi peu que possible de silicone ou
pas du tout. La silicone accroît certes la résistance des vernis UV courants aux efforts d'adhérence
comme le montre le “test du ruban
adhésif”, mais c'est au détriment de
la qualité des contrastes mat/brillant
en raison des défauts de mouillage
qu'elle provoque. Les vernis UV spéciaux étiquetés “collables” ne contenant aucune silicone doivent être
préférés aux vernis mélangés en
interne. Sans oublier que la réserve
des pattes de collage sur un cliché
de vernissage reste toujours plus
sûre que le collage de surfaces vernies! Un faible ajout de silicone est
toutefois recommandé en cas de
vernissage UV sur les deux faces de
façon à éviter le collage en pile par
effet ventouse lors du façonnage qui
provoque la formation d'une “brique” lors des coupes. Un léger pou-
drage peut aussi éviter généralement le collage en pile tout comme
un vernissage local approprié. De
même, il est intéressant de massicoter à temps, c'est-à-dire avant que
l'air emprisonné entre les feuilles ait
été éliminé du fait du refroidissement de la pile.
Les dégâts deviennent irrémédiables
quand, à la suite du choix d'un vernis
UV inadapté, les couches d'encres
commencent à se décoller. Pour se
prémunir à coup sûr d'une telle surprise, en cas de nouvelles combinaisons encres/vernis, il convient de
toujours tenir compte des recommandations des fabricants. La plupart des
producteurs de vernis sont en outre
généralement prêts à tester la compatibilité de leur vernis avec les
encres et à le modifier le cas échéant.
Pour ce qui est de la viscosité du
vernis UV, se fondant sur les expériences rassemblées par des utilisateurs de Rapida et sur celles qu'elle
a acquises dans son show-room de
Radebeul, KBA conseille de n'employer que des vernis UV d'une vis-
Qu'est-ce que le collage en pile par effet ventouse?
Les papiers lisses,mais aussi vernis en UV,et a fortiori quand ils sont vernis en UV des deux
côtés, peuvent donner lieu à des collages en pile. Autrement dit, il devient presque
impossible de séparer la feuille qui vient d'arriver sur la pile de celle du dessous. La pile
se transforme en “brique”. Tout l'air qui se trouvait entre les deux surfaces mises en
contact étant en effet chassé, il se crée un vide comme l'effet de ventouse qui se produit
entre deux plaques de verre.
Un très léger poudrage, un massicotage à temps de la pile encore chaude et renfermant de l'air
ainsi que le vernissage localisé (bandes rouges) peuvent aider à lutter contre ce phénomène
cosité avérée de 70 s (coupe DIN).
Le dépôt de vernis devrait se faire
à une vitesse d'écoulement d'environ 50 s, la baisse de la viscosité
étant obtenue par chauffage dans
le circuit de régulation de température du vernis.
Dieter Kleeberg
Chambres à racles, rouleau Anilox et clichés de vernissages
Type de dispositif de vernissage: L'époque des dispositifs à deux rouleaux est
révolue: un système à chambre à racle et rouleau Anilox permet de déposer des couches de
vernis plus épaisses.De plus, cette technologie venue de la flexo s'accommode très bien de la
faible viscosité des vernis en dispersion et UV, et autorise aussi la mise en œuvre de vernis
contenant de plus grosses particules de pigments à effets.
Rouleau Anilox: C'est la capacité de prise du rouleau Anilox qui détermine au final
l'épaisseur de la couche de vernis.Pour préserver la précision de débit de vernis,il incombe au
conducteur de veiller en permanence à l'absence de résidus de vernis séché sur le rouleau.Le
choix du “tramage” de la surface dépend de l'application envisagée. Praxair Surface
Technologies, partenaire de KBA pour l'équipement des dispositifs de vernissage, ne préconise des alvéoles hexagonaux conventionnels que pour les vernis à pigments métalliques.
Pour les autres vernis en dispersion et UV, on utilise des reliefs ouverts qui présentent l’avantage de ne pas provoquer de moussage lors du dépôt du vernis.Parmi ces reliefs,on trouve un
motif à hachures, c'est-à-dire sous forme d'un seul sillon sans fin, gravé en hélice, qui n'est
déjà plus l'état actuel de la technique. La solution qui lui est préférée est un relief dit ART
(Anilox Reverse Technology),genre de “trame négative” qui ne comporte plus d'alvéoles mais
des “îlots” formant un réseau de canaux et de creux qui se chargent de vernis (voir schéma).
Pour les vernissages haute brillance, l'ART est souvent combiné à une structure TIF (Thin Ink
Film) qui déforme le relief ART dans une direction. Le tableau fournit des indications sur le
choix du rouleau Anilox dans le
dispositif de vernissage d'une
machine hybride pour un vernis en
dispersion (mode conventionnel)
ou UV (mode hybride). Fort de son
savoir-faire accumulé pendant des
années en encrage court, KBA est
le seul constructeur de machines à
fabriquer aussi maintenant dans son usine
de Radebeul ses propres rouleaux Anilox
pour dispositifs d'encrage et de vernissage
sans vis.
Cliché de vernissage: Pour les
vernissages délicats, on recourt à un cliché
flexo polymère,généralement fabriqué par
un prestataire extérieur. La majorité des
vernissages ne requièrent toutefois que
des clichés moins chers:plaques polymères
pelables, découpées sur traceur à l'extérieur de la machine ou à la main, ou bien
des blanchets. Ces derniers sont surtout
employés pour les vernissages en aplat et
peuvent rester sur la machine pour plusieurs commandes. Il est également possible d'utiliser des blanchets pour les vernissages en réserves aux contours simples en
supprimant à la main, sur la machine, ou
au moyen d'un traceur,la couche de caoutchouc dans les zones non imprimantes.Les
clichés présentent une structure similaire à
celle des blanchets mais leur surface n'a
pas tendance à former des amas de vernis.
Ne pas oublier de compenser les différences d'épaisseur en cas de passage d'un cliché à un blanchet ou inversement.
Relief
Linéature
Inclinaison
Volume de prise
Application du rouleau Anilox
ART
120 L/cm
45°
9 cm3/m2
Vernis UV et en dispersion sur papier jusqu'à 170 g/m2
ART
120 L/cm
45°
13 cm3/m2
Vernis UV et en dispersion sur carton
ART/TIF
100 L/cm
45°/75°
16 à 20 cm3/m2
Vernis en dispersion pour haute brillance
ART/TIF
100 à 80 L/cm
45°/75°
18 à 22 cm3/m2
Vernis UV pour haute brillance
Process 3 | 2006 13
Principes fondamentaux des encres et des vernis | Interactions
Quelle est la bonne méthode d'essai?
Avant de commencer à rouler pour la première fois avec une combinaison donnée d'un support, d'une gamme d'encres hybrides et de vernis UV, il conviendrait de déterminer quel est le réglage optimal du
sécheur de sortie UV correspondant en vérifiant le durcissement optimal du vernis UV sur les encres hybrides.Même immédiatement avant le roulage,il est recommandé de contrôler une fois encore le durcissement et l'adhérence du vernis,surtout si la charge d'encre à vernir est importante.Un “réglage optimal”consiste toujours à ne pas utiliser plus d'énergie que nécessaire.Un excès d'énergie n'entraîne pas seulement des coûts inutiles:un rayonnement UV trop fort conduit à un important dégagement de chaleur qui se traduit par une fragilisation (dessèchement) et un dégagement d'odeurs pour le vernis UV et le
support, et éventuellement aussi à la casse de la couche du papier lors du pliage ultérieur.Les tests ne sont pas indispensables pour les vernis UV à durcissement cationique:ils adhèrent sur tous les matériaux
et durcissent complètement après une seule impulsion UV.Les vernis actuellement employés sur des encres hybrides présentent tous cependant, comme les encres, un durcissement radicalaire.Pour déterminer empiriquement les valeurs limites et trouver la puissance de rayonnement optimale, les imprimeurs recourent en pratique à différentes méthodes d'essai. Aucune d'elles n'est cependant encore standardisée à ce jour,ce qui laisse donc une large place à la subjectivité du conducteur.De plus,la force probante de ces tests risque de s'avérer douteuse selon les spécifications du vernis (dorable et collable ou non).
durée pendant laquelle elle agit et
l'effort du frottement ne sont pas
définis, cette méthode manque
beaucoup de fiabilité.
Essai à l'ongle
Le test à l'ongle fournit des résultats fiables et rapides: la rayure à
l'ongle ou avec un autre objet
approprié (à réutiliser ensuite de
nouveau pour les autres tests) renseigne sur le degré de dureté de la
surface du vernis et indique si le
film de vernis est assez résistant à
l'essuyage sur les couches d'encres.
Il est suffisamment probant pour
savoir si l'on peut passer rapidement au façonnage.
On peut aussi contrôler rapidement
à la main le glissant du film de vernis en essayant de faire glisser avec
plus ou moins de force quelques
feuilles les unes par rapport aux
autres sur le dessus de la pile. Le
conducteur peut ainsi en plus s'apercevoir si le grand lissé provoque un
collage en pile par effet de ventouse.
Essai au talc
La détermination de la résistance
aux rayures par l'essai au talc est
plus longue. On vernit deux feuilles en UV, l'une est mise de côté et
l'autre passe une seconde fois en
machine, mais sans nouveau vernissage, y compris sous le sécheur
de sortie UV. Le conducteur talque
les deux feuilles et essuie ensuite
la poudre. S'il reste du talc sur les
deux feuilles, cela signifie que la
puissance UV choisie est manifestement trop faible. Si du talc reste
accroché uniquement à la feuille
séchée une seule fois, le durcissement approche certes de la valeur
limite de rayonnement souhaité,
mais il n'est pas suffisant. Cette
méthode permet ainsi de s'approcher de l'optimum par tâtonnement. Certains imprimeurs n'emploient qu'une seule feuille pour
cet essai: ils recouvrent la moitié
du format pour le second passage
sous le sécheur UV.
14 Process 3 | 2006
Essai chimique au laboratoire
Jusqu'à une certaine épaisseur “s” de la couche d'encre mesurable par la densité DS dans les aplats
(mesure non linéaire de l'épaisseur de la couche), les encres UV durcissent suffisamment mais ce
n'est plus le cas au-delà. Il faut alors augmenter la puissance de rayonnement UV. Pour les encres
hybrides qui sèchent en plus par infiltration sélective/oxydo-polymérisation, l'épaisseur de la couche critique est plus élevée
Source: RadTech
Essai au ruban adhésif
Il est largement répandu chez les
imprimeurs hybride et UV.
Cependant, comme la largeur et la
force d'adhérence des divers
rubans diffèrent de l'un à l'autre, là
aussi seules des conditions d'essais
identiques permettent d'obtenir
des résultats comparables. De plus,
la vitesse d'arrachement du ruban
de la surface vernie est purement
question d'habitude personnelle du
conducteur.
Ce test est à vrai dire destiné à
déterminer l'adhérence du vernis
UV sur les couches d'encres hybrides et donc indirectement son durcissement. En fait, ce que l'on
détermine ainsi, ce sont les relations entre différentes forces
d'adhérence. Ce que l'on constate
d'abord en effet, c'est si c'est au
ruban adhésif ou à l'encre que le
vernis UV adhère le plus fortement. L'imprimeur cherche-t-il
vraiment à savoir si le vernis colle
mieux qu'un adhésif? Pour les vernis contenant 1 à 2 % de silicone, la
résistance à l'arrachage par ruban
adhésif sera dans tous les cas plus
forte, de sorte que ce test est surtout pertinent pour ces mélanges
de vernis. L'ajout de silicone à un
vernis UV s'accompagne cependant
de certains inconvénients, de plus
en plus évitables par l'emploi de
vernis spéciaux.
L'arrachement du ruban adhésif
peut aussi provoquer un décollement de la couche de papier ou des
encres et non pas du vernis! Cela
peut indiquer un bon séchage et une
forte adhérence du vernis, mais
aussi induire chez le conducteur des
conclusions erronées sur l'adhérence entre encre et papier ou sur la
cohésion entre les couches d'encre
et la couche du papier. Cet essai
apparaît illogique et risque donc de
plutôt de générer des doutes que
d'amener des certitudes.
Essai à l'acétone
Ici aussi, le conducteur ne contrôle
pas la dureté de la surface du vernis UV mais son durcissement en
profondeur et donc en même
temps son adhérence à l'encre.
Pour ce test, on frotte deux feuilles
vernies avec un chiffon imbibé
d'acétone. Ensuite, en frottant les
deux surfaces vernies passées à
l'acétone, les couches de vernis ne
doivent pas glisser. Le résultat
obtenu n'est concluant que pour
des vernis UV normaux, mais pas
pour des vernis dorables ou collables qui, même en cas de durcissement insuffisant, ne se glisseraient
pas non plus. Pour cette raison et
parce que la quantité d'acétone, la
Il n'est pas rare que les imprimeries obligées de contrôler de nombreux applications délicates de vernis ou des supports difficiles,
surtout les cartonniers, recourent à
leur propre laboratoire qui leur
permet des essais plus longs et
plus complexes que ceux qu'un
conducteur pourrait faire à la vavite sur la machine. Outre les
essais de durcissement, on peut
aussi exécuter d'autres contrôles
de sorte que l'investissement en
faut la peine.
L'analyse chimique du durcissement du vernis UV est exécutée
dans des conditions reproductibles. Avec une solution chimique
colorée, employée dans les conditions exactes préconisées par le
fabricant, la coloration de la couche de vernis permet un jugement
valable.
Dieter Kleeberg
Contrôle de l'adhérence et du durcissement du
vernis UV sur une encre hybride par essai du
ruban adhésif: arrachement seulement du vernis ou aussi arrachement non désiré entre les
couches d'encre?
Photo: VEGRA
Technologie UV | Emetteurs UV
Rayonnement UV:
la dose optimale
là où il faut!
En impression purement UV comme en vernissage hybride, c'est la précision du
dosage du rayonnement UV qui importe. Pour y parvenir, il convient de disposer
d'émetteurs d'une caractéristique spectrale appropriée, de les positionner au
mieux entre groupes ou regroupés en sortie, et de régler la dose optimale de
rayonnement propre à sécher rapidement l'encre et le vernis, sans apport superflu d'énergie. Il faut aussi prendre en compte l'influence sur le support du rayonnement IR secondaire et le durcissement.Les utilisateurs de KBA Rapida ont désormais le choix entre le concept KBA VariDry et des sécheurs d'autres fabricants.
L'impression avec des encres et vernis UV demande beaucoup d'expérience. L'emploi d'encres hybrides
et de vernis UV nécessite, lui, un
moindre capital d'expérience UV de
sorte que le vernissage hybride ne
représente pas seulement une
alternative à la fabrication UV mais
aussi un très bon moyen d'aborder
le tout UV. L'utilisateur d'hybride
doit cependant connaître un certain nombre de principes relatifs à
la technologie UV.
Il y a UV et UV!
La plage des ondes courtes invisibles qui, dans le spectre électromagnétique, s'étend depuis les 380
nanomètres environ jusqu'aux
rayons violet visibles est qualifiée de
“ultraviolet”. Elle va environ jusqu'à
100 nm et se subdivise en trois
“domaines”: les UV-A (longs), les
UV-B (moyens) et les UV-C (courts).
Ces gammes assurent différentes
fonctions dans le durcissement des
vernis et encres UV, et des encres
hybrides (voir tableau). La caractéristique spectrale des émetteurs UV,
c'est-à-dire le spectre de l'émission,
doit donc être adaptée à l'application
envisagée.
Seules des lampes à décharge de
gaz sont actuellement envisageables comme sources de rayonnement UV. Leur tube à arc en quartz
est rempli de vapeur de mercure
ou d'un halogénure (en règle générale, un composé iodé). Dans les
sécheurs UV, la préférence va aux
lampes à vapeur de mercure; les
lampes à halogénures métalliques à
haute pression sont employées
pour l'insolation des formes imprimantes. La pression à l'intérieur du
tube à arc détermine le profil plus
ou moins marqué des maxima
d'émission dans la courbe de répartition spectrale. Ces maxima sont
l'expression d'une plus forte intensité de rayonnement que pour les
longueurs d'onde voisines. Pour un
Répartition spectrale énergétique (spectre d'émission) du rayonnement d'une lampe à décharge
au mercure et dérive des longueurs d'ondes de la gamme des UV-C vers celle du rayonnement
visible (lumière). Le maxima d'émission le plus haut à 365 nm est la caractéristique d'identification
de la vapeur de mercure. Les lampes présentant des maxima d'émission plus bas dans la gamme
des UV-C ne forment que peu d'ozone dans l'air ambiant. Les maxima d'émission dans l'infrarouge
proche (700 à 1000 nm) ne sont pas représentés ici.
fort rendement lors du durcissement des encres hybrides ou du
vernis UV, il est donc judicieux que
quelques maxima d'émission se
situent dans la plage de sensibilité
spectrale des photo-initiateurs (UVC), d'autres dans les plages de
poursuite de la réaction (UV-B) et de
l'action en profondeur (UV-A). Pour
procéder à l'adaptation correspondante, les fabricants d'émetteurs
décalent le spectre d'émission dans
la gamme de longueurs d'ondes
souhaitée en dopant les électrodes
d'atomes de métaux rares, du gallium par ex. Des plaques en verre à
quartz entre l'émetteur et le support filtrent en outre les longueurs
d'ondes gênantes.
Un conseil pratique: rajeunir les UV-C
La gamme des ondes courtes UV-C
qui se caractérise par des maxima
d'émission peu élevés représente le
“point faible” de la technologie du
rayonnement UV car, avec l'aug-
mentation des heures de service,
son spectre d'émission dérive vers
la gamme des ondes longues. Au
fur et à mesure du vieillissement
des tubes, il faut donc toujours plus
d'énergie pour amorcer la polymérisation. La durée de vie d'une lampe
UV indiquée par le fabricant n'a
donc rien de commun avec la durée
d'utilisation au niveau conforme à
l'application qu'elle offrait à l'origine. S'il est vrai que la gamme des
UV-C bénéficie aussi de l'arrivée de
maxima d'émission qui ont dérivé
en provenance de la gamme passive
proche des rayons X pour pénétrer
dans le domaine participant au durcissement, cet afflux ne compense
qu'insuffisamment les pertes liées
au vieillissement. On peut retenir
globalement qu'au fil du temps,
l'opérabilité optimale d'un émetteur UV passe successivement de
l'UV-C à UV-B puis à UV-A.
D'où notre conseil: commencer
toujours par remplacer le premier
Importance des gammes et octaves UV pour le durcissement sous rayonnement UV
Gamme UV
Longueurs d'ondes
Plages d'emploi des émetteurs pour le durcissement UV
Environnement, santé
UV-A (ondes longues)
380 à 315 nm
pénètre d'épaisses couches d'encres et de vernis
Vieillissement de la peau, bronzage rapide
UV-B (ondes moyennes)
315 à 280 nm
entretient la polymérisation radicalaire
Coup de soleil, bronzage durable
UV-C (ondes courtes)
280 à 100 nm
amorce les polymérisations radicalaire et cationique par décomposition des photo-initiateurs
Formation d'ozone
Octaves UV
Longueurs d'ondes
Domaines utiles des émetteurs pour le durcissement UV
Différentiation
UV-1 (“UV quartz”)
400 à 200 nm
Domaine actif; amorce et favorise la polymérisation
400/300 nm “UV proche”, 300/200 nm “UV lointain”
UV-2 (“UV vide”)
200 à 100 nm
Domaine passif; alimente le domaine actif par une dérive des longueurs d'onde vers l'UV-1
—
Process 3 | 2006 15
Technologie UV | Emetteurs UV
des trois émetteurs du sécheur UV
de sortie. A la campagne de remplacement suivante, le transférer
en position centrale pour laisser la
place à un nouvel émetteur et, à la
campagne suivante, l'amener à la
troisième position. On est ainsi
assuré de toujours disposer d'un
rayonnement UV-C “jeune”! C'est
en effet sur le premier émetteur
qu'on a besoin de la majeure partie
du rayonnement UV-C car c'est là
que s'amorce le durcissement du
vernis UV; le rôle des deux autres
émetteurs ne consiste qu'à entretenir la réaction de réticulation déjà
amorcée et à la propager en profondeur. Sur les sécheurs de sortie
KBA VariDry, en règle générale,
ces trois émetteurs fonctionnent
avec une puissance graduelle de
40 % - 80 % -100 % de l'avant vers
manipulation et s'ils présentent un
haut rendement comme c'est le cas
du système KBA VariDry (voir également l'article “Des sécheurs
novateurs, d'une grande efficacité”, page 6). Pour satisfaire tous
ces critères, KBA a développé et
fabrique entièrement un sécheur
qui permet d'éviter de s'accommoder de compromis tant pour la
structure des émetteurs que pour
leur intégration dans la machine.
La commodité d'utilisation et d'entretien ainsi que les positions de
montage des émetteurs sont ainsi
optimales.
Les lampes UV sont disponibles en
deux puissances: 160 et 200
W/cm. Le ballast assure l'amorçage
rapide des lampes, stabilise la puissance dissipée, adapte la quantité
de rayonnement nécessaire mais
Bilan énergétique d'une lampe UV
Rayonnement UV de la lampe
30 %
Rayonnement visible de la lampe (lumière)
10 %
Rayonnement thermique de la lampe (IR)
40 %
Rayonnement thermique des électrodes du tube à arc
10 %
Conduction thermique du verre à quartz
10 %
principe simple. En renonçant à des
géométries spéciales de diffusion
du rayonnement, KBA n'est pas non
plus contrainte de prévoir différentes géométries pour les diverses
positions des sécheurs. Les émetteurs sont donc permutables à
volonté sans problèmes entre les
sécheurs intermédiaires et en sortie: c'est là une caractéristique unique parmi les types de sécheurs
utilisés sur les machines à imprimer! Ce point fort autorise ainsi
une adaptation très personnalisée
du sécheur.
Une autre caractéristique distinctive des émetteurs VariDr y-UV
réside dans leur absence de revêtement dichroïque car la fine poussière risque de neutraliser trop vite
l'effet de miroir froid. De ce fait
aussi, ils sont interchangeables
sans problèmes entre les postes de
séchage intermédiaire et de
séchage en sortie. On ne renonce
bien entendu pas pour autant à la
gestion de la chaleur: le corps de
l'émetteur et les obturateurs sont
dotés de trous de refroidissement
qui transmettent la chaleur à un
circuit d'eau froide. Ce type de
refroidissement est tellement efficace que, pour les remplacer ou les
déplacer, le conducteur peut saisir
Source: Grafix Zerstäubungstechnik
Diminution de l'intensité (en %) du rayonnement UV du fait du vieillissement
l'arrière. Certains travaux à forte
charge d'encre nécessitent une
augmentation de la puissance, surtout du deuxième émetteur.
Le KBA VariDry satisfait au mieux aux
exigences
Les machines à imprimer rapides
comme les KBA Rapida ne fonctionnent en toute rentabilité avec
séchage UV que si les émetteurs
UV sont à la hauteur des performances de la machine, s'ils offrent
une grande flexibilité et facilité de
16 Process 3 | 2006
les émetteurs sans attendre. Les
obturateurs compacts de l'émetteur VariDry-UV remplissent en
outre deux fonctions simultanément: fermés, ils dispensent de
l'ombre; ouverts, ils font également
office de réflecteurs.
Comment mesurer au mieux le
rayonnement UV?
Les corps des émetteurs de certains fabricants comportent des
sondes UV intégrées, adaptées à la
configuration de l'appareil, destinées à saisir, par des méthodes
plus ou moins fiables, la puissance
de la lampe en W/cm2 et à permettre d'en tirer des conclusions
sur la quantité de rayonnement UV
pendant le roulage. Le conducteur
peut aussi, avec une sonde portative, avancer dans d'autres endroits
dans la zone du sécheur. Le plus
souvent, il s'agit de capteurs interchangeables, plats ou à tige, dont la
sensibilité maximale se situe, selon
le cas, au milieu des UV-A, UV-B ou
UV-C. La force probante de certaines “méthodes de mesure” reste
toutefois discutable. Ainsi le mesurage des radicaux libres par exemple est inexploitable.
Il serait plus utile et plus souhaitable de mesurer l'amplitude et de
la position des maxima d'émission,
c'est-à-dire d'appliquer une méthode spectrométrique. Seule cette
méthode permettrait de surveiller
en permanence le vieillissement
effectif de l’émetteur UV et, en cas
de mesurage en ligne, d'adapter le
rendement dans les trois domaines
d'UV au moyen de la commande de
machine, au prix toutefois d'une
augmentation du prix du séchage.
Le pupitre des Rapida offre actuel-
l'asservit aussi en temps réel à la
vitesse de roulage. Depuis le pupitre, le conducteur peut surveiller
les différents émetteurs et prérégler en continu leur puissance sous
forme de pourcentage.
Contrairement à d'autres émetteurs, les réflecteurs des VariDryUV ne sont pas focalisés sur la surface du support mais assurent une
réflexion diffuse. C'est la distance
optimale par rapport à la surface du
support qui permet d'appliquer ce
Emetteur UV (principe Dr. Hönle) dans sécheur
KBA VariDry: en position ouverte, les deux
obturateurs font office de réflecteurs (schéma
du dessus); en position fermée, ils obturent
(schéma du dessous). Renforcés de nervures, ils
sont refroidis par circulation d'eau (conduites
en bleu). Le dessous du sécheur est protégé
une plaque de verre
Appareil de mesurage global de la puissance
d'une lampe UV (fabricant: Dr. Hönle)
Technologie UV | Emetteurs UV
Jusqu'où faut-il descendre dans le
“séchage UV à froid”?
Tout est relatif, y compris le froid du
“séchage UV”:même sur “émetteurs froids”,
on mesure 900 °C à la surface de la lampe
UV! Il existe toutefois divers types d'émetteurs UV qui inhibent de manières très
diverses le rayonnement thermique secondaire (IR). Les combinaisons de modes de
refroidissement sont judicieuses et existent
pour partie dans la pratique.
La méthode la plus simple consiste à évacuer la chaleur par de l'air froid: toutes les
machines à imprimer disposent d'un
soufflage d'air froid; il n'est donc pas
nécessaire d'en générer spécialement.
L'inconvénient réside dans le fait que
l'émetteur dégage d'abord toute la quantité de chaleur. L'air froid est soufflé au
niveau des sécheurs intermédiaires, dans
la zone de l'émetteur et du cylindre de
pression qui, du même coup, est lui aussi
refroidi; sur le sécheur de sortie, le soufflage n'intervient qu'ensuite, pour refroidir
immédiatement le support chauffé. KBA
ne retient pas cette méthode dans le système VariDry mais permet en option le
montage de sécheurs de ce type.
Le refroidissement par eau est largement
répandu. KBA l'intègre aussi dans le
concept VariDry. Une certaine chaleur résiduelle parvient cependant encore sur le
support, mais c'est délibéré car la chaleur
favorise la réaction de polymérisation.
Associée à un vernis UV appliqué à une
température maintenue plus chaude, la
Sécheur inerte sur Rapida 105
lement un comptage des heures de
service de chaque émetteur UV,
condition impérative pour une
exploitation fiable des lampes. Le
problème général réside dans le
fait que les encres et les vernis UV
des différents fabricants sont adaptés à certaines longueurs d'ondes.
Il faut non seulement que le
maxima d'émission le plus fort et la
puissance de l'émetteur mais aussi
le spectre de l'émetteur jouent un
rôle décisif. C'est ce qui explique
que, dans la pratique malheureuse-
chaleur rayonnée apporte des résultats optimaux d'étalement et de durcissement.L'utilisation d'un émetteur IR supplémentaire en
amont du sécheur UV de sortie ne s'est pas
avéré probante: cet apport ciblé de rayonnement IR liquéfie de nouveau les encres déjà
sèches qui attaquent alors le vernis UV, ce qui
conduit à des collages en pile.
La technologie UV inerte exploite la capacité
d'une atmosphère d'azote à favoriser la réaction de polymérisation. Elle nécessite au total
bien moins d'énergie de rayonnement et
apporte donc jusqu'à 80 % de chaleur en
moins. C'est la solution idéale pour l'impression de substrats sensibles à la chaleur, feuilles de plastique par exemple, car la
température en pile est ainsi abaissée de
jusqu'à 15°. La vitesse de roulage peut également être augmentée car le temps de séjour
tion sur une Rapida 105 chez Crea, imprimeur
belge de plastique. Pour les imprimeurs de
films plastique, le surcoût à l'investissement
pour l'UV inerte et les faibles coûts de
stockage de l'azote se justifient dans tous les
cas. Depuis quelque temps, AdPhos-Eltosch
propose une autre solution inerte avec son
module TwinRay, conçu de façon que seul le
rayonnement réfléchi par les surfaces dichroïques parvienne sur le support, ce qui
réduit environ de moitié la température en
pile.
Les réflecteurs dichroïques sont un type
d'émetteurs froids souvent employés en offset feuilles.”Dichroïques” signifie que certaines longueurs d'ondes (UV) sont réfléchies,
et d'autres (IR) absorbées, ce qui entraîne
toutefois une perte partielle de longueurs
d'onde utiles. Ou bien les réflecteurs portent
une couche dichroïque ou bien les rayons
sont déviés par un miroir froid semi-perméable. Le rayonnement IR, qui sinon parviendrait directement sur le support, est arrêté
par une plaque de verre à quartz. Malgré leur
faible encombrement, les émetteurs dichroïques sont souvent montés sous forme de
modules de séchage UV intermédiaires. On
s'en dispense en revanche volontiers sur le
empêche l'absorption de la chaleur. KBA
préfère donc uniquement le refroidissement par eau sur ses émetteurs VariDry.
Elle fournit néanmoins en option comme
par le passé des sécheurs avec ou sans
revêtement dichroïque d'autres fabricants
(AdPhos-Eltosch, Grafix, Dr. Hönle et ISTMetz), qui refroidissent leurs émetteurs par
air ou par eau.
Il existe un autre type d'émetteur froid, au
moins en flexo ou pour l'impression de
bandes plastiques fragiles: le laser excimère. Le terme “excimère” est un acronyme
de “excité”(par un faisceau d'électrons par
exemple) et de “dimère” (liaison de deux
atomes, par opposition aux polymères).
Compte tenu de leur faible intensité, ces
émetteurs UV similaires aux lasers doivent
être mis en œuvre avec une chambre
inerte. Il n'existe pas encore sur le marché
de systèmes plus puissants pour l'offset
feuilles. Les lasers excimères présentent le
grand avantage de n'émettre que sur une
seule longueur d'onde, généralement les
308 nm du composé xénon-chlore employé
en cartonnage, et de ne générer strictement aucun rayonnement IR. Leur grand
inconvénient: cette unique longueur
Combinaison de refroidissement par eau et de
revêtement dichroïque
Schéma: IST-Metz
sous les émetteurs peut être plus courte.
L'inertisation s'effectue dans une chambre
spéciale placée au-dessus du cylindre de
pression. Sa mise en œuvre technique nécessite beaucoup plus de moyens en offset feuilles que sur rotative de continu où elle a
largement fait ses preuves, et ce, d'une part
en raison des barres de pinces qui traversent
la chambre à grande vitesse et perturbent
l'étanchéité, et d'autre part du fait de la plus
forte épaisseur des supports. C'est en 2002
que KBA qui l'a développée en coopération
avec AdPhos-Eltosch et le Sächsischen
Institut der Druckindustrie (SID,Institut saxon
de l'imprimerie), a mis en œuvre cette solu-
ment, on dépense beaucoup plus
d'énergie que nécessaire.
Allongement de la durée d'utilisation
par moins d'allumages
Qu'il s'agisse de KBA VariDry ou
d'autres sécheurs, les Rapida veillent automatiquement à ce que les
émetteurs ne soient pas soumis à
des cycles d'allumage inutiles. La
commande et l'asservissement en
continu de la puissance à la vitesse
de la machine n'est pas préjudiciable aux émetteurs. Les obturateurs
Principe du miroir froid
Revêtement dichroïque, complété par un filtre
en verre à quartz (en vert)
sécheur UV de sortie, non pas en raison là de
l'apport de chaleur recherché (voir plus haut)
mais de l'inconvénient que représente ici
généralement la très fine poussière provenant des supports. En effet, si elle vient à se
déposer sur le revêtement dichroïque et
qu'elle n'est pas éliminée régulièrement, elle
d'onde ne couvre pas l'étendue nécessaire
du spectre des UV-A aux UV-C, de sorte
qu'ils impliquent l'emploi de photo-initiateurs, d'encres et de vernis très particuliers
et excluent d'emblée la possibilité de les
utiliser jusqu'ici en offset feuilles pour les
applications UV, y compris l'hybride!
évitent que les émetteurs soient
éteints en cas d'arrêt transitoire
puis réamorcés au redémarrage.
Même pendant le lavage des blanchets, les émetteurs restent allumés à un régime de veille qui se
situe à 50 % au-dessous de la puissance maximale préréglée au pupitre. On réduit ainsi à un minimum
la consommation de courant et prolonge considérablement la durée
d'utilisation des émetteurs. L'avenir dira dans quelle mesure les lampes de séchage UV-Quickstart déve-
loppées par Kühnast Strahlungstechnik et Baldwin sous le nom
GraphiCure GC9 sont à la hauteur
des exigences en termes de durée
d'utilisation et de spectre UV. GC9
a renoncé aux obturateurs et, à l'arrêt, coupe l'émetteur économe en
énergie.
Dieter Kleeberg
Process 3 | 2006 17
Technologie UV | Résistance des rouleaux, des blanchets, des plaques, du papier
Impératifs de résistance
en vernissage hybride
Résistance au gonflement des rouleaux
et des blanchets
Blanchets d'impression et de vernissage pour imprimeurs en hybride (édition: août 2005)
L'impression purement UV a montré
que les caoutchoucs des rouleaux et
des blanchets devaient impérativement résister au gonflement. Les
encres UV ainsi que leurs produits de
lavage, tout aussi agressifs, ne doivent
pas provoquer un gonflement du
caoutchouc supérieur à une limite de
tolérance acceptable.
En vernissage hybride au contraire, on
emploie des encres certes plus proches par leur composition chimique
des encres standard que des encres
UV, mais qui pénètrent encore relativement fortement dans les plastiques
et dans les couches polymères des plaques. Des produits de lavage spéciaux
Blanchets
Pour imprimer en UV, il faut impérativement choisir des organes mécaniques, des rouleaux caoutchouc, des blanchets
d'impression et de vernissage ainsi que des supports qui résistent non seulement à l'agressivité des encres et des produits de lavage mais aussi au rayonnement UV. Ce principe ne vaut qu'en partie en vernissage hybride où on emploie
des encres et des produits chimiques beaucoup moins agressifs.Les matières mentionnées conviennent donc aussi pour
l'alternance entre vernissage hybride et impression conventionnelle avec vernis en dispersion; l'impression purement
UV n'autorise elle en revanche aucun passage à un autre mode d'impression.
Encres et vernis utilisables
Supports utilisables
pelable?
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance vernis acrylique/UV
Alternance vernis acrylique/UV
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
Papier, carton
non
oui
oui
Alternance vernis acrylique/UV
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
Papier, carton, métal
Métal (UV aussi papier, carton)
oui (jusqu'à 0,7/0,8/0,8 mm)
non
non
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Mode hybride ou UV
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance vernis acrylique/UV
Papier, métal
Papier
Papier, carton
Papier, carton, ondulé, métal
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
non
oui
non
non
oui (0,9 mm env.)
Alternance vernis acrylique/UV
Alternance normal/hybride
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance normal/hybride
Alternance vernis acrylique/UV
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
Papier, carton, ondulé
carton, ondulé, plastique, métal
Papier, carton, ondulé
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
oui
non
non
non
oui (jusqu'à 0,8 mm)
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Vernis acrylique ou UV
Alternance vernis acrylique/UV
Alternance vernis acrylique/UV
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Mode UV, quelques encres hybrides
Papier, carton
Carton ondulé
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
Papier
Papier, carton, plastique, métal
non
non
oui (jusqu'à 0,8 mm)
oui (jusqu'à 0,95/0,8 mm)
oui
non
non
Alternance vernis acrylique/UV
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
oui
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Papier, carton
non
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Papier, plastique, métal
non
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Papier
non
Elastostrip
Metro
Alternance vernis acrylique/UV
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Papier, carton, ondulé, plastique, métal
Carton, ondulé, plastique, métal
oui
non
Prisco
Priscolith Ebony
Priscolith Hybrid
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Papier, métal
Carton, ondulé, métal
non
non
Reeves
Vulcan Combo
Vulcan Folio
Vulcan Image4U
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Alternance normal/hybride, mode UV ou mixte
Papier, carton, métal
Papier
Papier, carton
non
non
non
Atécé
PrintCare SF-A
PrintCare SP/SS/N
PrintStrip R606
Böttcher
TOP 1001/1002/1003
TOP 4400
TOP 5400-N
Contitech, Phoenix Xtra Print
Conti-Air Ebony
Conti-Air Spectral
Phoenix Ruby Carat
Phoenix Topaz Carat
Phoenix Opal/Canyon
Day International, Day Brasil
davidM QL Stripper
dayGraphica 3610/EU 03
dayGraphica NSP 03
Printec max
Printec coater/stick ’n’ strip
Duco, Birkan
Multi Hybrid
Superflex
Superstrip FB/FB longer run
Superstrip PB/UVPB
Superstrip SB Adhesive
TR Turquiose
UV Compressible EPDM
Folex
Folacoat UV LT-D/LT-P
Fujikura Graphics
Luminus
I.M.C.
Perfect Dot 4-SR
Kinyo
Airtack M Adhesive
MacDermid (anciennement Rollin)
Attention: Certains fabricants homologuent leurs blanchets pour des formulations de produits de lavage sélectionnées. Informations fournies sans garantie d'exhaustivité ni d'exactitude; toutes les
fabrications ne sont pas disponibles dans le monde entier et leur production peut être arrêtée à tout moment. KBA se réserve le droit de recommander ou non certains produits.
18 Process 3 | 2006
Technologie UV | Résistance des rouleaux, des blanchets, des plaques, du papier
Structure caractéristique d'un blanchet destiné
à l'alternance normal/hybride (exemple du
Duco Multi Hybrid): couche de surface en NBR
poncée à une rugosité de 1 µm (en vert) à
rapide transfert de l'encre et relâchement du
papier, faible engraissement du point et haute
résistance au marquage et à la déchirure;
mince toile stabilisante; couche fortement
compressible (en noir), chargée maintenant
souvent d'innombrables microbilles); carcasse
non extensible
Schéma: Duco
Les clichés pour alternance entre vernis UV et
en dispersion tels le Duco Super-strip sont
dotés d'une couche de surface lisse, d'une
couche sandwich facile à peler et d'une
carcasse non extensible. La profondeur
habituelle de découpe est d'environ 0,8 mm
Schéma: Duco
pour encres hybrides permettent
de les éliminer de la surface des
rouleaux, des blanchets et des plaques. En cas de passage à un autre
mode, ces produits peuvent aussi
servir à laver les encres standard.
Après une action prolongée des
produits de lavage, le caoutchouc
La cuisson de la plaque thermique KPG Sword
Ultra double sa tenue ainsi portée à 1 million
de tours, mais même sans cuisson, elle résiste
déjà aux produits chimiques pour UV et
hybride grâce à sa couche imperméable
Photo: KPG
tout comme les polymères non vulcanisés ne doivent présenter que
de faibles variations de volume
(gonflement en cas d'immersion
dans une substance chimique ou
rétrécissement lors de son élimination). Le gonflement tout comme le
rétrécissement sont inévitables en
cas de passage par exemple d'une
encre hybride à une encre standard
ou d'une encre au produit de
lavage: ce qui importe, c'est que les
deux phénomènes restent dans une
plage de tolérance définie.
Les matières constitutives des rouleaux et des blanchets réagissent
plus ou moins aux diverses encres
hybrides et produits de lavage du
marché. Il est donc recommandé de
s'en tenir à l'homologation “Accredited For Hybrid Printing” de KBA
qui indique quelles encres sont utilisables avec quels produits de
lavage sans entraîner de problèmes
de gonflement. KBA ne recommande que des encres et des produits de lavage qui n'entraînent que
des variations de volume acceptables, voire même aucune, sur des
rouleaux standard, c'est-à-dire utilisables aussi avec des encres
conventionnelles, ce qui n'est vrai
actuellement que pour des rouleaux Felix Böttcher, de Cologne. Il
faut sinon employer impérativement des rouleaux mixtes, comme
l'exigent certains concurrents;
cette configuration sort alors du
cadre de la technologie hybride
KBA. Il convient par ailleurs de s'assurer que les blanchets sont agréés
pour l'hybride ou l'alternance entre
les modes hybride et normal: leur
couche de surface se compose
généralement de caoutchouc NBR
(Nitrile Butadiene Rubber, caoutchouc acrylonitrile-butadiène).
Certains blanchets à couche de
surface en mélange de polymère
PVC-nitrile élargissent le domaine
des applications vers l'UV tandis
que d'autres, à couche de surface
en EPDM (Ethylen-Propylen-DienMonomer/Terpolymer, terpolymère/
monomère éthylène propylène
diène), sont exclusivement utilisés
avec des encres UV. L'affirmation
selon laquelle l'emploi de blanchets
“universels” impliquerait des résultats de moindre qualité qu'avec des
blanchets spécialement destinés à
l'hybride ou à l'UV relève du discours marketing de certains fabri-
cants: elle ne se justifie peut-être
que dans peu de cas. Il est vrai en
revanche que l'alternance entre
encres UV et encres conventionnelles est à la longue préjudiciable aux
caoutchoucs, mais ce problème ne
concerne pas l'alternance entre les
modes hybride et normal. En mode
UV permanent, l'EPDM ne peut pas
être remplacé par un blanchet universel qui constitue pourtant le
meilleur compromis. En matière de
produits de lavage, la règle empirique est la suivante: les produits pour
hybride ne sont compatibles qu'avec
des matériaux à base de nitrile pour
modes conventionnel et hybride
alors qu'ils provoquent un gonflement sur les EPDM qui exigent des
encres UV et uniquement des produits de lavage pour UV!
Tenue des plaques
Les plaques offset qui ont fait leurs
preuves sur machines hybrides sont
par principe toutes des fabrications
dont la tenue, comme en UV, peut
être améliorée par cuisson, sauf celles
à trop basse résolution employées
pour les journaux. Ne peuvent être
cuites que les plaques argentiques ou
numériques à couche polymère
photo- ou thermosensible. Le chauffage de la couche polymère développée non seulement accroît nettement sa dureté mais obture aussi sa
surface, empêchant ainsi la pénétration des composants de l'encre et du
produit de lavage. Il évite aussi une
dissolution de la couche lors des lavages intermédiaires du blanchet ou
sous l'action de l'encre ainsi qu'un
éventuel effet de copie parasite du
fait de la chaleur ou du rayonnement
UV diffusé dans la zone du sécheur
intermédiaire.
La plupart des plaques CTP susceptibles d'être cuites sont du type thermique. La Fujifilm Brillia LP-NV
constitue même la première plaque
CTP violet à supporter la cuisson.
Certaines plaques thermiques résistent à la pénétration, même sans
cuisson, et se qualifient ainsi pour
l'UV et l'hybride, en particulier la
Fujifilm VPU, spécialement destinée
aux applications UV. Parmi les plaques résistant à la pénétration, certaines peuvent cependant subir une
thermofixation qui améliore leur
tenue. De plus, la plaque sans développement Anthem de Presstek a
également fait ses preuves avec des
Pelage d'un cliché de vernissage: découpe sur
traceur CAO et enlèvement des zones non
imprimantes
Photo: Folex
encres UV et hybrides. Par ailleurs,
l'impression offset sans mouillage
avec des encres hybrides appropriées est déjà possible. Les plaques
sans mouillage ne peuvent pas être
cuites, ce qui n'est pas non plus
indispensable pour les petits et
moyens tirages. Là aussi, comme
depuis des années en impression UV
sans mouillage, les plaques Toray
sont recommandées. Les plaques
sans mouillage KPG (disponibles
actuellement uniquement en Amérique du Nord) conviennent également alors que tous les produits à
base de polyester n'offrent pas une
tenue suffisante. Il n'existe pas
encore suffisamment d'expérience
issue de la pratique avec des encres
hybrides sans mouillage pour se prononcer sur les plaques gravées par
ablation telles que les PEARLdry de
Presstek à dos aluminium.
Résistance chimique des formes de
vernissage
Le vernissage final UV en mode
hybride est pratiqué avec un vernis
UV dont l'emploi est adapté aux
encres hybrides et, pour partie, au
contraste mat/brillant qu'il produit
sur le vernis gras. Les vernis UV
impliquent bien sûr l'emploi d'un cliché qui résiste au vernis UV et à son
produit de lavage. Ces clichés
conviennent aussi pour les vernis en
dispersion: une caractéristique
importante pour leur emploi dans
les deux modes hybride et conventionnel. On utilise en revanche pour
les vernissages en réserves avec le
vernis gras une plaque offset compatible avec l'hybride.
Process 3 | 2006 19
Technologie UV | Résistance des rouleaux, des blanchets, des plaques, du papier
Plaques argentiques et CTP pour imprimeurs d'hybride (édition: novembre 2005)
Plaque
Gravure
Développement
Application hybride
Cuisson pour hybride?
Largeur maxi
positive, UV (argentique ou CTcP)
thermique négative
violet, négative humide
thermique positive (830/1064 nm)
humide
humide
humide
humide
Labeur, emballage
Labeur
Labeur
Labeur
oui
oui
oui
oui
non indiquée
non indiquée
non indiquée
2000 mm
thermique positive
humide
Labeur
oui
non indiquée
thermique négative
humide
Labeur, emballage
oui
non indiquée
thermique positive
thermique positive
négative, argon ou Fd:YAG
violet, négative
positive, UV (argentique ou CTcP)
positive, UV (argentique ou CTcP)
Preheat, humide
Preheat, humide
Preheat, humide
Preheat, humide
humide
humide
Labeur
Labeur
Labeur
Labeur
Labeur, emballage
Labeur, emballage
oui
non
oui
non
oui
non
2050 mm
2050 mm
1230 mm
1230 mm
non indiquée
non indiquée
thermique négative
thermique positive
humide
humide
Labeur, emballage
Labeur, emballage
oui
oui
non indiquée
non indiquée
thermique positive
humide
Labeur
oui
non indiquée
thermique positive
positive, UV (argentique ou CTcP)
thermique positive
humide
humide
humide
Labeur, emballage
Labeur, emballage
Labeur, emballage
oui
oui
oui
non indiquée
non indiquée
non indiquée
thermique négative ou UV (arg./CTcP)
humide
Labeur, emballage
non, mais possible
2080 mm
thermique négative ou UV (arg./CTcP)
positive, UV (argentique ou CTcP)
thermique positive
thermique positive
thermique positive
thermique négative
Preheat, humide
humide
humide
Preheat, humide
humide
humide
Labeur, emballage
Labeur, emballage
Labeur
Labeur, emballage
Labeur, emballage
Labeur, emballage
oui
oui
oui
oui
non, mais possible
non (offset sans mouillage)
1560 mm
non indiquée
non indiquée
1512 mm
1512 mm
non indiquée
thermique positive
humide
Labeur
oui
non indiquée
thermique positive
violet, négative
positive, UV (argentique ou CTcP)
humide
humide
humide
Labeur
Labeur
Labeur, emballage
non, mais possible
oui
oui
1660 mm
non indiquée
non indiquée
thermique positive
humide
Labeur, emballage
non (base bimétal)
non indiquée
thermique positive
sans développement
Labeur
non
1118 mm
thermique positive ou UV (arg./CTcP)
humide
Labeur
oui
1660 mm
thermique négative oder UV (an./CTcP) Preheat, humide
Labeur, emballage
oui
1500 mm
positive, UV (argentique ou CTcP)
positive, UV (argentique ou CTcP)
thermique positive
humide
humide
humide
Labeur
Labeur, emballage
Labeur
oui
oui
oui
1030 mm
non indiquée
non indiquée
Waterless TAC-RG5/RL7
Waterless TAN-E
Waterless TAPD-G1/H-G2
thermique, négative
argentique, négative UV
argentique positive UV
humide
humide
humide
Labeur, emballage
Labeur, emballage
Labeur, emballage
non (offset sans mouillage)
non (offset sans mouillage)
non (offset sans mouillage)
1610 mm
1610 mm
1610 mm
Verona Lastre
VELA LPN-100/LPV-100
VELA Universal
positive, UV (argentique ou CTcP)
positive, UV (argentique ou CTcP)
humide
humide
Labeur, emballage
Labeur, emballage
oui
oui
non indiquée
non indiquée
Agfa-Gevaert
Meridian P51/P71
N91
N91v
Thermostar P970/971
Anocoil
830 T-Plate
First Graphics (Kodak)
FGN
Fuji Photo Film
Brillia LH-PCE/PSE
Brillia LH-PIE/PJ
Brillia LP-N3
Brillia LP-NV
VPS-E/VPL-E
VPU
Huaguang (licence KPG)
TN
TP
Indústria Brasileira de Filmes
IBF-Million 2
Ipagsa
Arte IP-21
Eco 88
Rubi T-50
Kodak Graphic Communications Group (anciennement Creo)
Mirus PN
Kodak Polychrome Graphics
KPG DITP Thermal
KPG EasyPrint
KPG Electra Excel
KPG Sword Excel
KPG Sword Ultra
KPG X54 Scorpion/Sc.+
Konica Minolta
Duros HST
Lastra (Agfa-Gevaert)
LT2
LVX
Futura Oro
PDI
Prisma 830/Steel 830
Presstek
Anthem
Saverio Rief
Therma
Southern Lithoplate
Cobra
TechNova
Gemini Plus
Taurus
Thermostar TN (Agfa P970)
Toray
Attention: Certains fabricants homologuent leurs plaques pour certains systèmes de gravure et certains produits de développement. Informations fournies sans garantie d'exhaustivité ni d'exactitude;
toutes les plaques ne sont pas disponibles dans le monde entier et leur production peut être arrêtée à tout moment. KBA se réserve le droit de recommander ou non certains produits.
CTcP – ici synonyme de gravure UV de plaques conventionnelles sur CTP – est une marque déposée de basysPrint GmbH, Boizenburg (Allemagne)!
Si l'on veut éviter d'investir dans
un onéreux cliché flexo photopoly-
20 Process 3 | 2006
mère pour un vernissage final en
réserves, il est possible d'utiliser
un blanchet d'impression ou de
vernissage pelable, en veillant à la
profondeur maximale de découpe
donnée par un pli barrière sous la
Technologie UV | Résistance des rouleaux, des blanchets, des plaques, du papier
couche de surface. Les fabricants
de blanchets recommandent de
plus de tendre modérément, à la
clé dynamométrique, si l'on souhaite réutiliser cette forme. Il est
également conseillé de régler à une
pression aussi faible que possible
pour assurer une répartition uniforme du vernis sur le support.
Résistance des supports au rayonnement UV
L'impression sur plastique et métal
restant plutôt le domaine de l'UV, on
s'intéressera donc surtout aux
conditions auxquelles doivent satisfaire le papier, le carton et l'ondulé
pour le vernissage hybride. Il s'agit
pour l'essentiel des mêmes qu'en
impression purement UV car les
principaux problèmes sont liés au
rayonnement UV. L'imprimeur d'hybride devrait s'en remettre à l'expérience et aux conseils de mise en
œuvre du papetier. La règle générale
déjà énoncée pour le séchage IR
vaut aussi pour l'UV: le sécheur doit
être réglé à la puissance minimale
nécessaire car, on le sait, le papier
est fragile. Il rétrécit sous l'effet d'un
apport de chaleur indésirable lors du
séchage et risque différentes transformations chimiques sous l'effet
des rayons UV, le jaunissement par
exemple.
Un autre problème peut survenir: la
casse de la couche lors du pliage
ultérieur du papier, du carton ou de
l'ondulé. Il est possible de le prévenir de deux façons: 1. Choisir un
vernis UV plus souple en concertation avec le fournisseur d'encres. 2.
Pour le carton et l'ondulé à partir de
150 g/m2, un rainage préalable est
absolument recommandé. Pour ce
rainage, il convient aussi d'exclure
les outils usés ou mal réglés les uns
par rapport aux autres sous peine
d'empirer les choses. Il est au reste
facile de tester rapidement l'aptitude au rainage d'un carton couché
sur une platine de typographie.
D'autres imprimeurs ne jurent que
par la vaporisation des zones à rainer
avec un mélange eau/alcool.
Le troisième phénomène, dû à la
décomposition chimique du liant
dans la couche du papier sous l'effet des UV, risque de libérer des
odeurs. Il est toutefois rare de pouvoir affirmer d'emblée si l'odeur
provient de la couche du papier,
des encres ou du vernis. Des com-
Le test Robinson évite les réclamations
La contamination de l'odeur ou du goût du produit par son emballage en carton ou en ondulé constitue un fréquent motif de réclamations,
pas seulement pour l'impression UV. Avant d'en arriver là et de gâcher des consommables onéreux, il est recommandé de recourir au test
Robinson.Cet essai sensoriel est intéressant pour les nouveaux supports et pour les nouvelles combinaisons support – encres - vernis.L'essai
devrait donc tester les composants en deux étapes:un à un, puis mis en œuvre en commun, après l'impression d'un véritable petit tirage en
hybride.Ne pas oublier lors de cet essai que l'odeur risque de ne se développer que bien plus tard, sous l'action de l'oxygène de l'air.Pour le
test Robinson,on fabrique plusieurs échantillons pour permettre à plusieurs personnes de participer à l'essai.Les testeurs doivent à leur tour
comparer les odeurs d'une part entre les échantillons et d'autre part entre les échantillons et des références (matière ou emballage inodore). Les échantillons et les références sont placés dans des bocaux en verre hermétiques contenant un petit réservoir d'eau assurant une
humidité relative de l'air de 75 %. Au cours d'un processus de vieillissement accéléré de 48 heures, il se développe un potentiel défini de
dégagement d'odeur. Les testeurs jugent ensuite les écarts d'odeur suivant une échelle de 5 niveaux: 0 = aucune; 1 = à peine perceptible;
2 = légère, à peine définissable; 3 = définissable; 4 = forte (possibilité de noter par demi-point). Le collège de testeurs à réunir en cas de
besoin comprend des spécialistes expérimentés issus des rangs des fournisseurs d'encres, des fabricants de carton et d'ondulé, des travailleurs de l'imprimerie, des clients et des utilisateurs du produit imprimé (conditionneurs, chaîne de magasins, consommateurs).
Références (à gauche) et échantillons
(à droite) pour le test Robinson
Photo: M-real
Encres pour imprimeurs d'hybride (édition: novembre 2005)
Fabricant
Gamme d'encre
Observations
Arets Graphics
Eckart America
Epple
Gans Ink & Supply
Huber Group
Jänecke+Schneemann
Sicolor
SunChemical/DIC
SunChemical
Toyo Ink
Toyo Ink
Unionprint
Van Son
XSYS Print Solutions
XSYS Print Solutions
EXC Process Hybrid
MetalStar Hybrid
Starbrite
OS UV-Hybrid 4-Color Process
Hostmann-St. Reflecta Hybrid
Supra UV Hybrid
Sico Brite
Sun Cure Hy-Bryte/Daicure Hy-Bryte
Sun Cure Hy-Bryte Max
FD Hybrid Aqualess SOY
FD Hybrid Eco-SOY
VersaCure
Quickson UV Coatable
Flint-Schmidt Gemini Process
K+E Novabryte BF Process
non recommandée car trop agressive (type UV)
encre métallisée pour le dernier groupe, pas encore testée
homologuée KBA/fogra
pas encore testée
modification recommandée après test fogra
testée par fogra et préparée pour l'homologation
testée par fogra et préparée pour l'homologation
homologuée KBA/fogra
comme Sun Cure Hy-Bryte, mais pas encore homologuée
encre pour offset sans mouillage,essayée sans problèmes par KBA
pas encore testée
pas encore testée
pas encore testée
homologuée KBA/fogra
homologuée KBA/fogra
Attention: Informations fournies sans garantie d'exhaustivité ni d'exactitude; toutes les gammes
d'encres ne sont pas disponibles dans le monde entier. KBA se réserve le droit de recommander ou
non certains produits. L'homologation devient caduque en cas de modification de la formulation.
Produits de lavage pour imprimeurs d'hybride (édition: novembre 2005)
Produit de lavage
Felix Böttcher
Böttcherin Hybrid
Day International
Varn Hybrid-Wash
DC DruckChemie
Hybrid 1.0
Hybrid 3.0
Fuji Hunt/DS Druckerei Service
Novasol HB 8
Novasol HB 10
VEGRA
Schnellreiniger E 939
Essai de validation fogra
passé avec succès
pas encore exécuté
passé avec succès
pas encore exécuté
passé avec succès
passé avec succès
passé avec succès; la formulation, en cours de modification, sera de nouveau testée
Attention:Tous les produits de lavage ne sont pas disponibles dans le monde entier.L'adéquation
du produit ne dépend pas seulement du type d'encre mais aussi de la gamme d'encres et du caoutchouc du blanchet et des rouleaux.KBA se réserve le droit de recommander ou non certains produits.
La validation accordée par fogra s'inscrit dans le cadre de l'accord de branche visant à réduire les solvants.Pour les précédents essais,la compatibilité avec les matériaux présents sur les machines à
imprimer était prioritaire.Les futurs essais prendront en outre plus en compte l'efficacité du lavage.
Des consignes d'emploi ont été établies fin 2005 et les essais de 5 produits achevés.L'homologation
devient caduque en cas de modification de la formulation.
binaisons de composants inodores
peuvent aussi devenir odorantes, et
même le liquide de mouillage et la
poudre antimaculante risquent de
participer à la formation de l'odeur.
On a déjà identifié d'autres causes:
une contamination bactérienne
consécutive à de mauvaises conditions de transport et de stockage,
ou un emballage inadapté du support, des composants trop résineux
dans la pâte à papier ou un défaut
de nettoyage des machines à papier.
Dans la mesure où l'imprimeur
sélectionne avec le papetier un support testé comme adapté à l'UV, il
devrait être possible d'exclure d'emblée le liant de la couche (de nombreux papetiers testent aussi à la
demande des clients des combinaisons de matières déterminées). Il
conviendrait en outre de s'assurer
de preuves du contrôle de la qualité
dans la fabrication et la livraison du
support.
Contrairement à l'impression UV, du
fait de la combinaison des types de
séchage pour les encres hybrides, le
pouvoir absorbant du support ne
revêt d'intérêt que dans le cadre
d'un vernis UV et son importance
reste marginale compte tenu de la
couche, de toute façon épaisse, de
vernis. Ainsi, la perte de liant du fait
de la rapide infiltration sélective du
vernis, et donc un éventuel manque
de durcissement, ne joue aucun rôle
Dieter Kleeberg
notable.
Process 3 | 2006 21
Technologie UV | Résistance des rouleaux, des blanchets, des plaques, du papier
Blanchets et produits de lavage
utilisables en hybride
Pour s'inscrire complètement dans la philosophie hybride de KBA, les encres hybrides doivent pouvoir être mises en
œuvre avec des blanchets qui, comme les rouleaux caoutchouc et les produits de lavage correspondants, conviennent
aussi à l'emploi d'encres conventionnelles. Dans certains cas, les imprimeurs choisissent des blanchets présentant une
dayGraphica 3610: maintenant un classique en
impression hybride
résistance accrue aux encres purement UV. La polyvalence n'est cependant pas impérative: ce qui importe bien plus, c'est
la stabilité du comportement sur le long terme en exploitation mixte. C'est ainsi qu'en cas d'alternance entre le mode
conventionnel et l'hybride, les encres et les produits de lavage utilisés ne doivent entraîner ni gonflement ni
rétrécissement excessifs des caoutchoucs de blanchets et des rouleaux. Il est donc intéressant que le développement des
blanchets adaptés à l'hybride s'accompagne de celui des produits de lavage appropriés correspondants comme le montre
l'exemple de Day International.
Présente dès les débuts
Les entreprises participant à l'optimisation de l'impression hybride se
trouvent aujourd'hui dans un processus d'innovation résolue, visant
à garantir les performances exigées
par la technologie hybride. Dès les
débuts, Day International a relevé
les défis liés à la diversité des possibilités d'application du procédé
hybride. Cet engagement a porté
ses fruits: les utilisateurs d'hybride
peuvent aujourd'hui employer
toute une série de produits Day
International qui ont fait leurs
preuves dans le cadre du processus
hybride.
Aussi performants que soient ces
produits considérés isolément, leur
combinaison risque pourtant d'engendrer des problèmes aux lourdes
conséquences financières. En la
matière, le blanchet doit satisfaire
à des différents critères particuliers. Seule une étroite coopération
entre les constructeurs de machines, les utilisateurs d'UV et l'industrie des encres a pu permettre de
développer des mélanges de caoutchouc qui, associés à des encres et
vernis, permettent d'obtenir des
résultats optimaux sur les supports
les plus divers.
Blanchets pour imprimeurs d'hybride
Day International a mis au point
trois blanchets – dayGraphica
3610, dayGraphica EU 03 et dayGraphica NSP 03 – qui ont rencontré un accueil très favorable auprès
des imprimeurs d'hybride dans le
22 Process 3 | 2006
monde entier. A quoi s'ajoute le cliché pelable davidM QL Stripper
utilisable avec une large palette de
supports pour l'alternance, courante sur les machines hybrides,
entre le vernis en dispersion avec
encres conventionnelles et le vernis UV avec encres hybrides.
C'est le dayGraphica 3610 qui est
le plus largement répandu. Outre
son faible échauffement et sa
grande compatibilité avec les
encres hybrides, grâce à sa couche
de surface en caoutchouc nitrile il
autorise une plage de contraste
idéale sur la feuille. Le dayGraphica
EU 03 présente la même structure
sous-jacente mais avec une autre
couche de surface. Ce blanchet
s'avère particulièrement intéressant pour les utilisateurs d'hybride
confrontés à des types de travaux
très différents sur les supports les
plus divers. Il se caractérise par un
très bon transfert de l'encre et par
une grande durée de vie.
Le tout dernier blanchet compatible hybride lancé sur le marché, le
dayGraphica NSP 03, offre une
exceptionnelle polyvalence grâce à
sa couche de surface en mélange
nitrile-PVC. La plage de ses applications s'étend de l'offset feuilles
conventionnel, en passant par l'hybride, jusqu'à l'impression purement UV. Avec cette combinaison,
à la fois exigeante et flexible, l'imprimeur peut, à son gré, alterner
entre conventionnel/hybride et
conventionnel/UV, sans préjudice
de la qualité d'impression.
Synergie dans le développement des
blanchets et des produits de lavage
Les photos au microscope électronique qui illustrent cet article montrent, à l'aide de quelques exemples, comment les produits de
lavage peuvent modifier ou protéger la structure d'un blanchet. On
voit qu'un produit de lavage agressif
déclenche une variation du volume
du caoutchouc qui s'accompagne
d'une destruction de la structure
moléculaire d'origine de la couche
de caoutchouc. Des produits agressifs ou inadaptés peuvent en effet
dissoudre ou détruire certains additifs ayant été ajoutés au mélange de
caoutchoucs pour lui conférer par
exemple une élasticité et une
dureté spécifiques. Ce phénomène
risque de se traduire dans la pratique par des répercussions considérables, d'une part sur les performances et la durée de vie du blanchet et des rouleaux d'encrage, et
d'autre part sur la qualité de la scission de l'encre et donc au final sur
la qualité d'impression. En revanche, un produit de lavage adapté à
la formulation du caoutchouc préserve les caractéristiques originelles du blanchet.
Dans le cadre d'un projet commun
avec Varn Products, fabricant de
produits chimiques pour l'imprimerie, membre du Groupe Day, des
travaux ont permis de dégager des
synergies entre le blanchet et la
chimie. Day International et Varn
veillent en effet dès le stade du
développement à la compatibilité
dayGraphica EU 03: pour des travaux très
diversifiés
de leurs produits respectifs. C'est
ainsi que les produits de lavage et
les blanchets adaptés les uns aux
autres offrent aux utilisateurs une
haute qualité et une sécurité optimale en impression (voir tableau).
Produits de lavage pour utilisateurs
d'hybride
Pour une exploitation rationnelle,
il importe que les produits non
seulement lavent correctement les
rouleaux en caoutchouc et la surface des blanchets mais aussi
qu'après le lavage et le nouvel
encrage, ils restaurent très rapidement la capacité à transporter l'encre. Pour l'hybride, Varn Products
propose trois produits présentant
les caractéristiques souhaitées:
V60+ Wash, AIII Hydrosolv et
Hybrid-Wash.
Tandis que les deux premiers cités
remplissent déjà les critères de validation de tous les principaux
constructeurs de machines et des
fabricants de dispositifs de lavage
ainsi que de la fogra, le Hybrid-Wash
se trouve actuellement dans une
phase de modification d'après des
indications fournies par KBA en vue
d'une amélioration.
Technologie UV | Résistance des rouleaux, des blanchets, des plaques, du papier
Avant d'être mis sur le marché, un produit
de lavage est soumis à de multiples essais au
laboratoire et en pratique
dayGraphica NSP 03: pour exploitation alternée conventionnel/hybride ou conventionnel/UV ou
encore avec encres purement hybrides, en association avec Hybrid-Wash
Domaines d'application des produits hybride et UV de Day International et de Varn Products
Blanchets, produits de lavage
Encres conventionnelles
Encres hybrides
Base du caoutchouc de la couche de surface Caoutchouc nitrile (NBR)
Blanchet dayGraphica
3610, EU 03
Produits de lavage Varn
V60+ Wash, AIII Hydrosolv
Encres strictement UV
EPDM
Eclipse
UV-Wash
Base du caoutchouc de la couche de surface Mélange nitrile-PVC
Blanchet dayGraphica
NSP 03
Produits de lavage Varn
AIII Hydrosolv Hybrid-Wash
(Remarque de la rédaction: Au cours
des examens d'homologation d'encres hybrides par la fogra – voir
Code produit de lavage W6 dans l'article “fogra contrôle les encres
hybrides”, page 39 – Hybrid-Wash a
satisfait dans la plupart des cas aux
exigences minimales de lavage; le
gonflement provoqué par les pro-
duits de lavage ne faisait cependant
pas partie des examens des encres.
Les contrôles de produits de lavage
comportent comme condition impérative de leur validation l'effet de
gonflement sur le caoutchouc des
rouleaux, sur celui des dispositifs de
lavage et sur la couche de surface
des blanchets). Le Hybrid-Wash vise
le groupe des utilisateurs dont la
gamme des travaux ne prévoit pas
d'alternance avec des encres
conventionnelles, c'est-à-dire ceux
qui impriment à 100 % avec des
encres hybrides. Les agents provoquant des dissolutions sont des huiles végétales compatibles avec les
mélanges de caoutchouc nitrile-
Vues au microscope électronique du caoutchouc de la couche de surface d'un blanchet: la surface et le volume de l'échantillon de gauche restent
pratiquement inchangés après un séjour de 88 heures dans un produit de lavage à 60 °C de composition appropriée. Après 16 heures seulement à
température ambiante, l'échantillon de droite, plongé dans un liquide de lavage plus agressif mais pourtant courant sur le marché, présente de
nettes altérations de la structure du caoutchouc
PVC, ce qui exclut les blanchets et
les rouleaux caoutchouc pour l'exploitation mixte conventionnel/UV.
Ce produit, non répertorié comme
dangereux au sens de la réglementation de l'UE, ne contient aucun
composé organique volatil (COV) et
ne dégage donc que très peu
d'odeur. Son point de flamme se
situe au-dessus de 100 °C.
Le V60+ Wash est un produit de
lavage économique de classe de risque AIII, développé pour l'emploi
mixte avec encres conventionnelles et hybrides, et donc utilisé avec
du caoutchouc acrylonitrile (NBR).
Le AIII Hydrosolv, dérivé du produit de lavage AII Hydrosolv, appartient également à la classe AIII.
C'est un produit polyvalent, utilisable économiquement pour tous les
types d'encres offset, depuis les
conventionnelles en passant par les
hybrides jusqu'aux encres strictement UV. Contrairement à la plupart des produits de lavage pour
hybride, il est à base de distillats
d'huiles minérales. C'est entre
autres pour cette raison que le AIII
Hydrosolv convient aussi bien pour
le caoutchouc nitrile que pour les
mélanges nitrile-PVC des rouleaux
ou des blanchets. Comme son nom
l'indique, le AIII Hydrosolv est miscible à l'eau. Avec son point de
flamme supérieur à 62 °C, son
transport et son stockage ne nécessitent pas les précautions imposées
par des substances dangereuses.
Simon Bornfleth, Georg Fritz,
Day International/Varn Products, Reutlingen
Process 3 | 2006 23
Technologie UV | Résistance des rouleaux, des blanchets, des plaques, du papier
Supports pour applications hybrides
Les papiers et cartons couché brillant conviennent tout particulièrement au vernissage hybride car ils amplifient la brillance du vernis UV. La composition du bain
de couche d'une part et le satinage en calandre d'autre part confèrent au support des caractéristiques physico-chimiques et mécaniques qui influent sur son aptitude au durcissement sous UV en combinaison avec des encres hybrides et des vernis UV, et au rainage et au pliage en finition. Les impératifs auxquels doivent
satisfaire les supports sont décrits ci-après du point de vue du Groupe Schneidersöhne.
Trouver la combinaison optimale
Le choix du support joue un rôle
déterminant dans le résultat
imprimé, car c'est le papier qui
rend l'impression visible. Tous les
papiers n'offrent pas les meilleures
conditions pour appliquer sans
problèmes la technologie hybride.
Par leur interaction avec les encres
et les vernis au cours du processus
hybride, les caractéristiques du support influent fortement sur l'adhérence de l'encre sur le papier, sur la
résistance du film d'encre au frottement et aux rayures, et sur le brillant des vernis gras et UV
employés. Une optimisation de la
combinaison support-encre-vernis
peut donc améliorer notablement
le résultat global, car chaque combinaison ne convient pas nécessairement bien. Pour trouver une adéquation optimale, il est recommandé de procéder à des essais
d'impression avec différentes combinaisons des systèmes impliqués
dans le procédé.
Des facteurs mécaniques pour les
qualités brillantes
De nombreuses applications en
pratique ont montré que ce sont
les supports présentant une surface particulièrement lisse qui permettaient d'obtenir les brillances
maximales en vernissage. Et là, les
papiers couchés brillant comme le
LuxoMagic de Schneidersöhne
offrent les meilleurs préalables. Le
LuxoMagic a déjà été employé par
KBA dans le cadre d'un essai de
brillance en mode hybride (voir
article “La brillance et sa mesure
avec la forme-test KBA”, page 30).
Parmi les papiers couchés brillant
proposés sur le marché, on trouve
les qualités les plus diverses qui se
distinguent essentiellement par le
brillant du papier vierge. Cette différence de brillance peut être pro-
24 Process 3 | 2006
duite soit par le choix des pigments
colorés de la couche soit par l'influence du satinage.
Le traitement de la surface de ces
qualités de papier s'effectue sur la
bande, au cours d'un couchage en
plusieurs étapes qui sont suivies
d'un satinage sur calandre pour
donner le brillant. Des supercalandres confèrent le brillant par une
pression, une température et une
humidité élevées. Un grand nombre de contacts mécaniques au
niveau des zones de pincement
(nip) entre les cylindres de la
calandre produit une densification et une uniformisation de la
surface couchée du papier. En
choisissant judicieusement les pigments colorés de la couche et en
appliquant une forte pression
mécanique, le lissage confère au
papier couché le brillant souhaité.
La densification du support qui
accompagne le calandrage doit
être considérée dans une relation
caractéristique par rapport à
l'épaisseur et au volume spécifique
de ces papiers.
Les problèmes susceptibles de survenir en pliage en cas d'une résistance insuffisante de la couche à la
casse au pli peuvent provenir entre
autres aussi de la technologie de
fabrication des papiers couchés
brillant. Il conviendrait donc de
soumettre dans tous les cas les
forts grammages (à partir de 150
g/m2) à une préparation au pliage,
par rainage par exemple, de façon à
former une zone de flexion malléable. Les supports fortement densifiés présentent de moindres forces
de rappel élastiques (raideur à la
flexion) que des papiers qui ont été
moins fortement satinés en soft
calandre. Le vernis UV utilisé
devrait en outre former autant que
possible un film souple pour ne
pas, par une fragilisation, créer de
difficultés supplémentaires au
pliage.
Fragilisation et stabilité
dimensionnelle
Lors de l'emploi de papiers couchés en technologie hybride avec
séchage par rayonnement au cours
duquel il se produit non seulement
les réactions physico-chimiques du
séchage de l'encre mais aussi un
dégagement de chaleur, il peut également arriver certains phénomènes de fragilisation de supports.
Cette fragilisation s'explique par
l'extraction de l'humidité du fait de
l'augmentation de la température;
le papier se dessèche, les fibres
rétrécissent et risquent de perdre
de leur élasticité.
Dans le même temps, le film d'encre se solidifie et la feuille prend
ses dimensions définitives. Dans le
pire des cas, il se produit des instabilités dimensionnelles susceptibles d'être causées soit par une
reprise d'humidité du support en
offset conventionnel ou par une
extraction partielle de l'humidité
en cas de séchage par rayonnement. Le choix des matières fibreuses, le rapport longitudinal/transversal des fibres, la formation du
support de couche et l'humidité de
finissage du papier exercent une
influence particulière sur la stabilité dimensionnelle du support.
Qualités couché demi-mat et mat
En plus des papiers couchés brillant, on peut aussi employer avec
des encres hybrides et des vernis
des papiers couchés demi-mat dont
la technique de fabrication est largement comparable à celle des couché brillant. C'est le choix des pigments colorés de la sauce et la pression de satinage qui leur donne leur
aspect demi-mat. On utilise généralement des soft calandres qui sati-
nent ou plutôt “présatinent” la surface en douceur avec des pressions
de contact mécanique nettement
moins fortes. Dans des cas exceptionnels, on emploie aussi des cylindres spéciaux pour mater la surface. Pour ces qualités aussi, le couchage s'effectue en plusieurs étapes
de façon à générer une surface bien
bouchée et très uniforme.
Compte tenu de leur configuration
graphique, les papiers couchés mat
ne se prêtent que sous certaines
conditions à la technologie
hybride. La matité est dosée en
sélectionnant spécialement des
pigments colorés de la sauce. Pour
produire un effet mat en surface,
on utilise en général un pigment
de carbonate de calcium, présentant une curieuse structure géométrique anguleuse. L'uniformité de
la répartition des pigments à la surface du support autorise une
réflexion diffuse de la lumière qui
donne à l'observateur une impression de matité. La surface présente
donc un léger relief, plutôt ouvert
et poreux. Les papiers mats ne
subissent pas de satinage et ne
sont pas toujours couchés plusieurs fois.
Il convient donc de tester à
l'avance les applications UV ou
hybride sur papiers couchés mat.
Un prétraitement spécial par primaire ou l'ajout de produits augmentant la résistance à la pénétration pourraient en effet s'avérer
indispensables.
Sûreté du procédé assurée par les
papiers couchés
La qualité des papiers couchés des
divers fabricants dépend très fortement de la composition du support
de couche, de la formulation de la
couleur de couche et de la technologie de fabrication. Il existe par
principe aujourd'hui d'excellents
Technologie UV | Résistance des rouleaux, des blanchets, des plaques, du papier
Papier vu au microscope à balayage électronique
papiers couchés qui répondent parfaitement aux exigences du marché et de la technologie. Non seulement la composition de ces
papiers a été conçue pour offrir des
caractéristiques optimales de pénétration permettant de résoudre les
exigences contradictoires d'une
bascule rapide pour l'impression du
recto et d'une brillance optimale
de l'encre, mais ils garantissent
aussi une sûreté totale du processus aux vitesses élevées des machines de la génération des 18 000
f./h ou en impression hybride.
Les papiers bruts ne conviennent pas
En revanche, du fait de leur capacité d'absorption et des caractéristiques de leur surface, les papiers
bruts sont plutôt inadaptés à l'impression avec des encres hybrides
et des vernis. Le vernissage UV sur
papiers bruts implique un traitement préalable de la surface avec
un primaire, soit partiellement soit
en aplat, pour maîtriser ou réduire
la capacité d'absorption du support. Les caractéristiques de pénétration des papiers bruts diffèrent
radicalement de celles des qualités
couchées. Sur les couchés en effet,
au moment de l'humidification par
de l'encre pâteuse, il se produit
une séparation de phase au cours
de laquelle les composants liquides
de l'encre (huiles minérales ou
végétales) pénètrent dans la surface couchée. Cette séparation de
phase ne se produit pas sur les
papier bruts sur lesquels le
séchage de l'encre s'effectue suivant un processus continu qui dure
nettement plus longtemps que sur
papiers couchés.
Interactions en applications hybrides
Diverses autres réactions ont été
observées dans l'interaction entre le
support et les composants participant au processus hybride. C'est
ainsi que non seulement l'adhérence
des encres hybrides et des vernis sur
le papier revêt une importance particulière mais qu'il convient aussi de
tenir compte des zones non imprimées de la feuille soumises au
rayonnement UV.
Surface d'un papier couché brillant
Surface d'un papier couché demi-mat
Les coupes de deux papiers de même grammage (135 g/m2) illustrent la différence entre
l'épaisseur et la densification par satinage
Surface d'un papier couché mat
Plus la blancheur de base du support est élevée, plus la part des
azurants optiques est faible et
moins il se produira de pertes de
blancheur. Au contraire, les papiers
et cartons comportant une forte
proportion d'azurants optiques ont
plutôt tendance à jaunir sous l'effet
du rayonnement UV et de l'apport
de chaleur qui en résulte. Le rayonnement UV détruit en effet dans la
couche ces composés chimiques
qui perdent ainsi leur effet optique
au fil du temps et ramènent le
papier dans ces zones à sa blancheur de base naturelle. La qualité
des azurants optiques et leur stabilité aux UV revêt donc une grande
importance pour la qualité du produit imprimé.
Une autre forme de jaunissement
due au vernis gras se manifeste
surtout au dos de la feuille ou bien
il convient de la prendre compte
dans la conception graphique en
cas de recto/verso. Dans ce cas en
Surface d'un papier brut
effet, le jaunissement coïncide
avec les zones vernies. En présence de ce phénomène néfaste
aussi, les azurants optiques subissent une destruction partielle ou
locale de sorte que la perte de
blancheur est perçue comme un
défaut de qualité.
Des couches d'encres de forte
épaisseur ou un important dépôt
de vernis s'avèrent aussi critiques
qu'un excès d'énergie de rayonnement UV.
Indépendamment de l'odeur propre
aux encres et vernis UV, l'odeur
caractéristique intrinsèque des produits hybrides n'est pas du goût de
tout le monde. Certains produits
imprimés issus d'applications UV
sentent tellement fort qu'on peut
certainement parler d'une pollution
olfactive due aux produits volatils
de décomposition des composants
UV qui s'accumulent sous forme de
monomères gazeux dans les liants
(partie intégrante de la couche) à la
surface du support. Les différents
systèmes d'encres UV réagissent
aussi différemment en fonction de
leurs monomères libérés lors de la
polymérisation radicalaire. De
même, différents types de systèmes
de liants retiennent pendant des
durées diverses les monomères UV
volatils ou bien ils sont détruits par
eux. La condition impérative pour
obtenir un produit imprimé d'une
odeur pratiquement neutre, ne
causant pas de nuisances olfactives,
réside dans un durcissement suffisant par rayonnement et un
séchage à cœur des encres et des
vernis UV.
Grâce au choix judicieux de combinaisons de matières appropriées et
à une communication constructive
avec les partenaires technologiques impliqués dans le procédé, il
est d'ores et déjà possible d'obtenir
en vernissage hybride des impressions d'une excellente qualité et
peu odorantes.
Dipl.-Ing. Christoph Weinert
Schneidersöhne Unternehmensgruppe
www.schneidersoehne.de
Pour plus d'informations,vous pouvez joindre l'auteur par téléphone au numéro ++49 (0)
22 36 606-237 ou par courriel à l'adresse suivante:christoph.weinert@schneidersoehne.de
Process 3 | 2006 25
Technologie UV | Encres hybrides
Encres hybrides:
les impératifs
La clé du succès de la mise en œuvre du procédé hybride réside non seulement
dans une machine offrant une technologie appropriée mais surtout dans des
encres qui sèchent aussi bien par infiltration sélective/oxydo-polymérisation que
par durcissement sous UV et peuvent être vernies directement en UV. Les propriétés caractéristiques et les impératifs de ce type d'encres sont commentées
ci-après en prenant pour exemple la gamme Epple Starbrite qui compte parmi les
gammes hybrides homologuées par KBA/fogra. La gamme Starbrite comprend
Fort brillant par vernissage UV
Pour conférer à des imprimés un
fort brillant, supérieur à 85 points,
le vernissage par vernis UV constitue la seule alternative au pelliculage. Le vernis UV ne peut cependant développer cette brillance que
si la surface sur laquelle il est appliqué est parfaitement sèche à cœur
de façon à éviter une infiltration du
vernis dans le film d'encre. Le vernis doit de plus disposer d'un temps
suffisant pour s'étaler et permettre
ainsi la formation d'une surface
lisse et brillante.
Il existe quatre procédés pour
appliquer le vernis UV:
1. vernissage UV hors ligne sur
une couche d'encre séchée à
cœur de nature quelconque;
2. vernissage en ligne primaire +
UV sur couche humide d'encres
standard avec un système à double vernissage qui dépose
d'abord un primaire aqueux qui
est séché immédiatement pour
offrir un fond d'accrochage sec
au vernis UV appliqué ensuite;
3. vernissage UV en ligne sur couche
d'encres UV pré-durcie sous UV;
4. vernissage UV en ligne sur couche
d'encres hybrides pré-durcie sous
UV.
Epple fournit des encres, des produits de lavage et des vernis gras
appropriés
Depuis des années déjà, Starbrite
est le système d'encres hybrides
éprouvé de la société allemande
Epple Druckfarben AG, située à
Neusäß. Il conjugue les propriétés
des encres conventionnelles et des
encres UV pour permettre des vernissages UV haute brillance en
ligne. On peut ainsi bénéficier des
avantages des encres UV – durcissement rapide et bonne compatibilité du liant avec le vernis UV –
sans devoir être équipé d'une
machine purement UV. En
employant des encres Starbrite et
le produit de lavage hybride
Starbrite 1300, ce procédé permet
de travailler avec:
26 Process 3 | 2006
• des rouleaux caoutchouc et des
blanchets normaux,
• sans préparer spécialement les
groupes à l'UV et
• aussi avec un liquide de mouillage sans alcool.
Des nombreux essais de gonflement réalisés avec tous les fabricants réputés de rouleaux ont montré que ce sont les rouleaux et les
blanchets conventionnels qui donnent les meilleurs résultats en cas
d'impression avec Starbrite. La
sûreté de production qu'apportent
les encres Starbrite a été confirmée
à la seconde rencontre des utilisateurs d'hybride en avril 2005 par
l'homologation KBA/fogra. Nonobstant le comportement de ces
consommables par rapport aux
caoutchoucs, il convient d'employer
des plaques offset cuites ou convenant à l'UV.
En matière de brillance, ni le support, ni le taux de couverture ni la
charge d'encre n'exercent une
influence directe notable. Comme
pour toutes les encres, le nombre
de points de brillance varie légèrement juste après l'impression. Certains utilisateurs observent même
des évolutions positives du brillant
pendant le séchage par oxydation
en pile.
Pour l'obtention de contrastes de
brillance, Starbrite est également
compatible avec divers vernis gras
mats qui peuvent être déposés
sous forme sélective avec une qualité de repérage offset avant le vernissage UV en aplat. Epple propose
à cet effet les vernis Starbrite 1290
et 1579 pratiquement sans jaunissement – tous deux pour un effet
peau d'orange – ainsi que le 1523
pour un éclat mat.
Stockage et ajustement
La stabilité en stockage des encres
hybrides dépend de la température
et de la nature chimique des pigments: plus la température est élevée, plus la stabilité est faible. Au
cours d'une vaste série d'essais,
également des produits de lavage et des vernis adaptés aux encres hybrides.
95
90
85
80
75
70
70 % 70 %
70 % 100 % 100 % 70 % 100 % 100 %
M+K C+M
CMY
M+K
C+M CMYK CMY
CMYK
=40 % =140 % =210 % =200 % =200 % =280 % =300 % =400 %
0%
Comparaison du brillant après 72 heures sur carton doublement couché brillant (GD2), imprimé à
une vitesse de 10 000 feuilles/h, développé avec des encres hybrides Starbrite revêtues de vernis
UV (en vert) et avec encres conventionnelles revêtues de vernis en dispersion puis UV (en bleu)
en fonction de la charge et de la couverture. En vernissage hybride, les liens sont nettement
moins importants (pratiquement aucune variation des points de brillant) et la brillance est en
moyenne plus élevée (90,7) qu'en double vernissage (88,3). Le motif choisi pour l'essai était la
forme-test KBA, voir page 30
Epple a trouvé des pigments pour
couleurs primaires et spéciales qui
se conservent six mois au moins à
une température de stockage de
25 °C maximum.
Les encres primaires Starbrite sont
ajustées pour être prêtes à imprimer dans l'ordre noir-cyan-magentajaune. Leur engraissement de point
et la qualité d'impression soutiennent largement la comparaison
avec les paramètres des encres
conventionnelles.
Pas de problèmes pour l'équilibre
Pour ce qui concerne l'équilibre
encre/eau, les encres Starbrite
peuvent être considérées comme
équivalentes à des encres conventionnelles. Elles n'ont plus tendance, comme autrefois les encres
UV, à présenter une trop grande
affinité avec l'eau. Elles tendent
aussi nettement moins à l'émulsion
et à la sèche.
Il est toujours recommandé d'analyser l'eau du réseau car sa qualité
peut nécessiter une modification
de la composition du liquide de
mouillage. Par principe, il est possible d'employer tout additif courant,
y compris un substitut d'alcool, à
l'exception d'additifs de séchage.
Des essais d'impression ont en effet
montré qu'un liquide de mouillage
contenant un siccatif risque de provoquer une forme de séchage sur
les rouleaux qui gène le roulage.
Pour l'emploi d'encres hybrides,
Epple propose l'additif Waterfit
1239 pour eau de mouillage.
Un tirant différent de celui des encres
conventionnelles
Pour les encres hybrides aussi, il
existe une étroite corrélation entre
les diverses caractéristiques rhéologiques de l'encre, surtout entre la
viscosité, le tirant et le comportement à l'écoulement. Il est donc
Technologie UV | Encres hybrides
Essais de gonflement:
Matériaux pour applications dans la tolérance
Les essais ont déterminé le gonflement (+) ou le rétrécissement (–) des caoutchoucs
sous l'effet d'encres hybrides de la gamme Epple Starbrite et du produit de nettoyage
Epple Starbrite 1300. Dans tous les cas, ce sont les matières destinées aux applications
avec des encres conventionnelles qui sont les mieux adaptées, ce qui correspond à la
philosophie hybride KBA. Comme les encres Starbrite et le produit de lavage Starbrite
conviennent le mieux avec les mêmes matériaux, ces deux produits constituent une
combinaison optimale.
Résultats des essais d'encres hybrides:
Courbes caractéristiques d'impression du noir, cyan, magenta et jaune (de haut en bas) des
encres Epple-Starbrite (en rouge) comparées à celles d'une gamme conventionnelle du commerce (en bleu). Les différences d'engraissement de point sont tellement minimes qu'elles ne
nécessitent aucune correction au niveau du prépresse en cas d'exploitation mixte
Exemple: garniture caoutchouc de rouleaux Westland: Werograph (standard), Weromix
(conventionnel/UV),Wero-UV
Résultats des essais du produit de lavage hybride:
1. Garniture caoutchouc de rouleaux Böttcher: rouleaux standard + 0,25 %, rouleaux
mixtes (conventionnel/UV) + 0,65 %, rouleaux UV + 0,45 %
2. Garniture caoutchouc de rouleaux Westland: rouleaux standard – 0,2 %, rouleaux
mixtes (conventionnel/UV) – 0,5 %, rouleaux UV + 30,5 %
3. Joints caoutchouc des dispositifs de lavage automatique Baldwin: gonflement après
1 jour + 0,02 %, après 2 jours 0 % et après 7 jours + 0,04 % (critère impératif: le
gonflement après 7 jours doit être inférieur à 1 %)
bien difficile de modifier une valeur
sans faire varier les deux autres.
Parmi ces trois propriétés, la plus
importante est le tirant. Il donne la
mesure de l'effort nécessaire pour
réaliser la scission de l'encre au
cours de son transfert depuis l'encrier, en passant par la batterie de
rouleaux, la plaque et le blanchet
jusqu'au support. Dans les systèmes
hybrides, le tirant en l'absence
d'eau est légèrement supérieur à
celui des encres conventionnelles,
le tack humide (en présence d'eau)
est en revanche un peu plus faible.
Ces deux tirants (avec et sans eau)
doivent impérativement être adaptés l'un à l'autre pour permettre
d'obtenir un parfait résultat.
La viscosité repose sur le frottement interne qui s'oppose aux ten-
sions de pression et de poussée.
Du fait d'une telle contrainte de
poussée, l'encre est soumise à un
cisaillement de vitesse constante.
C'est le quotient entre la poussée
et la vitesse de cisaillement que l'on
qualifie de viscosité dynamique
exprimée en Pascal x seconde. Pour
décrire plus précisément et pouvoir
mieux optimiser d'autres caractéristiques telles le comportement à
l'écoulement, la limite d'écoulement, la durée de relaxation etc., il
est également très important de
procéder à des mesures de viscosité
pour développer le produit.
l'odeur des imprimés. Les aldéhydes ou alcanes sont des composés
organiques portant le radical fonctionnel —CHO. Pour déterminer la
part d'aldéhydes, les encres
Starbrite et le vernis gras ont subi
un examen par chromatographie
gazeuse avec un carton Invercote.
Au cours du premier essai, la comparaison a porté sur une gamme
Starbrite qui n'est pas qualifiée de
“peu odorante” et une gamme
séchant par oxydation. Un second
essai a permis de comparer une
gamme Starbrite peu odorante
avec une gamme conventionnelle à
faible odeur. Les aldéhydes volatils
recherchés étaient le butanal (à 4
atomes de carbone), le pentanal
(5 C), l'hexanal (6 C) et l'heptanal
(7 C). L'aldéhyde à qui il convient
d'attribuer le rôle majeur dans le
développement des odeurs est
l'hexanal. On distingue facilement
son pic pour les encres conventionnelles alors qu'il est de plusieurs
ordres plus faible pour les encres
Starbrite qui ne sont pas peu odorantes. Pour les deux gammes peu
odorantes, les quantités d'hexanal
libérées furent identiques. Les différences dans les taux d'hexanal se
situaient donc, pour la gamme
Starbrite qui n'était pas sans odeur,
à proximité et, pour la gamme
Starbrite peu odorante, exactement dans la plage des encres à faible odeur. Pour les emballages alimentaires, il convient cependant,
comme pour les encres conventionnelles, de veiller que le produit
n'entre pas directement en contact
avec la surface imprimée.
Contrairement aux mesures absolues obtenues par chromatographie
gazeuse, le test Robinson (voir l'article “Impératifs de résistance en
vernissage hybride”, page 21) reste
une méthode de contrôle sensoriel
fournissant des “mesures” relatives, fortement soumises à des
influences subjectives et donc difficile à reproduire. Il prend toutefois
en compte le produit dans son
ensemble (papier, encre, vernis,
liquide de mouillage, et même le
stockage). Il est donc opportun de
faire procéder au cas par cas à un
test Robinson.
Norbert Lenzgeiger, Epple Druckfarben
Détermination des odeurs par chromatographie gazeuse
Ce sont surtout les aldéhydes, volatils, qui sont responsables de
L'analyse par chromatographie gazeuse a montré que la concentration en aldéhydes (en mg/m2)
des encres Starbrite avec vernis gras (en bleu) est inférieure à celle d'un support typique (carton
Invercote 200 g/m2 d'Iggesund, en vert) et ne permet donc de constater aucune pollution notable par les aldéhydes
Chromatogramme gazeux: l'hexanal, qui contribue le plus fortement à la formation d'odeurs, est
de plusieurs ordres plus élevé pour des encres conventionnelles (en rouge) que pour les encres
Starbrite peu odorantes (bleu). Les encres standard à faible odeur (en vert) et les encres Starbbrite
peu odorantes (en noir) ne se différencient pas par leur taux d'hexanal
Process 3 | 2006 27
Technologie UV | Vernis UV
Vernis UV: les impératifs
Pour obtenir un ennoblissement final haute brillance, on emploie en vernissage hybride des vernis durcissant sous UV,
appliqués en aplat, humide sur humide, soit directement sur les encres hybrides, soit sur un vernis gras qui joue le rôle
de vernis sélectif. C'est l'interaction entre les systèmes de vernis antagonistes que sont le vernis gras et le vernis UV qui
produit divers effets de vernissage en réserves. L'exploitation ciblée des écarts de tensions interfaciales ajustés pour les
vernis permettent de créer divers reliefs et effets tactiles. A condition toutefois de respecter certains impératifs pour le
vernis UV et la combinaison des vernis.
Compatibilité avec les encres hybrides
Le premier impératif concerne la
capacité pour les encres hybrides,
qui contiennent à la fois des liants
séchant par oxydation et d'autres
qui polymérisent sous UV, à accepter le vernis. Comparés aux encres
conventionnelles, les systèmes
hybrides se caractérisent par une
capacité optimisée à être vernis en
haute brillance, ce qui implique
pourtant l'emploi de vernis UV spécialement formulés et, en cas d'exploitation de la machine aussi en
mode conventionnel avec des
encres hybrides, également de vernis en dispersion appropriés.
en ligne: standard, hybride et UV.
Sur des encres standard, donc
séchant par infiltration sélective/
oxydo-polymérisation, le vernissage UV n'est possible qu'associé à
un primaire à base aqueuse. Il faut
pour ce faire une machine à double
vernissage et les brillances réalisables se situent en moyenne à 70
environ. Les encres hybrides permettent de se dispenser du primaire, et donc d'un groupe de vernissage, et la brillance accessible
monte à 90 environ. Pour le vernissage UV direct sur encres UV, mais
dont l'imprimabilité est nettement
plus délicate que celle des encres
entrent en ligne de compte tels le
support, la quantité de vernis
déposée ainsi que la position, le
nombre et le rendement des différents émetteurs UV.
Combinaisons de vernis pour des
contrastes de brillance
Outre son adéquation aux encres
hybrides, le vernis UV haute brillance doit impérativement aussi
être adapté aux vernis gras spécialement fabriqués pour des vernissages à effet en hybride. Pour ce
faire, on optimise la capacité d'acceptation ou de refus des vernis en
ajustant en conséquence les tensions superficielles des deux types
de vernis. C'est ainsi qu'il est possible au moyen d'une plaque offset
mouillée, de déposer dans le dernier groupe imprimé, un vernis
gras refusant le vernis UV dans les
zones où l'on souhaite par exemple
Viscosité du vernis UV
Jürgen Veil, directeur du marketing offset feuilles, et Anne-Kathrin Gerlach, chef de produit,
admirent les hautes brillances obtenues en vernissage hybride avec le vernis UV VEGRA
Comme le seul système 100 % UV à
être mis en œuvre sur la machine
est le vernis, il n'est pas nécessaire
de conférer aux autres sections une
résistance spéciale. C'est là l'un des
principaux avantages des encres
hybrides, au moins dans la philosophie hybride de KBA: pouvoir
employer des garnissages de rouleaux de type conventionnel et non
pas à revêtement EPDM comme en
impression strictement UV.
En pratique, on trouve trois types
d'encres associés au vernissage UV
28 Process 3 | 2006
hybrides, la brillance dépasse les
80. La brillance maximale est celle
du vernis UV déposé par vernisseuse, le type de l'encre, déjà complètement sèche, ne jouant plus
aucun rôle.
Quel que soit le mode de mise en
œuvre, l'intensité du brillant d'un
vernis UV dépend du temps d'étalement, lui-même fonction de la
vitesse de roulage et de la longueur
du parcours prévu à cet effet. Une
double sortie rallongée est donc
judicieuse. D'autres facteurs
On peut déterminer la viscosité à l'aide
d'une coupe DIN (voir schéma).A une température ambiante de 20 °C, on mesure le
temps nécessaire au vernis UV pour s'écouler hors de la coupe, remplie jusqu'à un
repère donné,par un trou d'un diamètre de
4 mm. Pour les vernis UV, cette durée doit
être d'au moins 25 secondes (dépôt irrégulier) et d'au plus 65 secondes (risque de
projections).Comme la viscosité dépend de
la température et que, sous charge continue, elle diminue quand le vernis se
réchauffe dans le groupe de vernissage, on
devrait tenir compte de cette chute de la
viscosité. Il été affirmé à la rencontre KBA
des utilisateurs d'hybride que les meilleurs
résultats sont obtenus avec un vernis UV à
45 °C. Il convient toutefois de ne réguler la
température que dans l'alimentation en
vernis car la température de stockage des
vernis UV est plus basse.
VEGRA accompagne et encourage depuis les
débuts le vernissage hybride.“Nous estimons
que la technologie hybride, à effet, représente
l'un des développements les plus intelligents
de ces 50 dernières années”, constatait
l'auteur, Albert Uhlemayr, dès la première
rencontre des utilisateurs d'hybride KBA en
septembre 2003
un effet mat ou ridé. Appliqué en
aplat, le vernis UV haute brillance
ne pouvant pas adhérer dans ces
zones, il provoque ainsi un
contraste entre le vernis gras mat
ou grainé et les autres parties à
forte brillance. Comme il s'agit toujours de vernis formulés en fonction les uns des autres, il convient
de ne conjuguer que des vernis
provenant d'un même fabricant ou
de demander une liste des vernis
d'autres marques qui peuvent lui
être associés.
Pour le vernissage hybride, le
Groupe VEGRA propose par exemple la combinaison de vernis à
Technologie UV | Vernis UV
Ressources/Partenaires
Nous aimerions ici remercier cordialement tous les partenaires qui, par leur
coopération et par leur forte implication, ont contribué au succès de la mise
au point et du perfectionnement dans la pratique de la technologie hybride.
Groupements, conseils, certification
•Berufsgenossensch. Druck u. Papierverarb., D-Wiesbaden (www.bgdp.de)
•fogra Forschungsges. Druck e.V., D-München (www.fogra.org)
•VEGRA GmbH, D-Aschau am Inn (www.vegra.de)
Blanchets et clichés de vernissage
•Birkan Drucktechnik GmbH, D-Eching am Ammersee
(www.birkan.de, www.duco.co.uk)
•Day International GmbH, D-Reutlingen (www.day-intl.com)
•Phoenix Xtra Print GmbH, D-Hamburg
(www.pxp.de, www.contiair.com)
Encres et vernis
•Epple Druckfarben AG, D-Neusäß (www.epple-druckfarben.de)
•Flint-Schmidt GmbH & Co KG, D-Frankfurt/M (www.flint-schmidt.de)
•Huber Group/Hostmann-Steinberg GmbH, Celle (www.mhm.de,
www.hostmann-steinberg.de)
•Jänecke+Schneemann Druckfarben GmbH, D-Hannover
(www.js-druckfarben.de)
•Schmid Rhyner AG Print Finishing, CH-Adliswil (www.schmid-rhyner.ch)
•Sicolor GmbH, D-Neusäß (www.sicolor.de)
•SunChemical Hartmann Druckfarben GmbH, D-Frankfurt
(www.sunchemical.com)
•Terra Lacke GmbH, D-Lehrte (www.terralacke.de)
•Toyo Ink Co. Ltd., J-Tokyo
•VEGRA Gruppe, D-Aschau am Inn (www.vegra.de)
•Weilburger Graphics GmbH, D-Gerhardshofen
(www.weilburger-graphics.de)
•XSYS Print Solutions Deutschland GmbH, D-Stuttgart (www.xsys-printsolutions.com)
Produits de lavage
•Kodak Polychrome Graphics, D-Osterode (www.kpgraphics.com)
•Rudolf reproflex GmbH, D-Goslar (www.rudolf-reproflex.de)
•XSYS Print Solutions Deutschland, D-Stuttgart
(www.xsys-printsolutions.com)
Rouleaux caoutchouc et tramés
•Felix Böttcher GmbH & Co. KG, D-Köln (www.boettcher.de)
•Praxair Surface Technologies, D-Schlüchtern (www.praxair.com)
Sécheurs à rayonnement
•adphos Eltosch Torsten Schmidt GmbH, D-Norderstedt
(www.adphos.de, www.eltosch.de)
•Grafix GmbH Zerstäubungstechnik, D-Stuttgart (www.grafix-online.de)
•Dr. Hönle AG UV Technology, D-Gräfelfing (www.hoenle.de)
•IST Metz GmbH, D-Nürtingen (www.ist-uv.com)
•RadTech Europe, NL-Den Haag (www.radtech-europe.com)
Supports d'impression
•Varn Products GmbH, D-Reutlingen (www.day-intl.com)
•DC DruckChemie, D-Ammerbuch (www.druckchemie.com)
•DS Druckerei Service, D-Reutlingen (www.dsgroup.de,
www.fujihunt.com)
Le vernis UV VEGRA 1038 pour vernissage
hybride se caractérise par une très bonne
résistance au frottement, une excellente
adhérence, sa résistance au rainage et au
pliage ainsi que sa collabilité (par colles en
dispersion), sa résistance au thermosoudage
(sur PVC et PP) et son aptitude au marquage à
chaud
Plaques imprimantes et de vernissage
effet 3606 (vernis gras) et de vernis UV haute brillance 1038. Il
peut aussi fournir la combinaison
drip-off de vernis à effet 3606/1 et
de vernis spécial DL 1188 pour le
vernissage à effet (vernis en dispersion) sur encres hybrides. Pour
plus d'informations sur les produits VEGRA, on peut consulter le
site www.vegra.com).
Dans tous les cas, il est important
de veiller à ce que le vernis UV soit
déposé de manière constante et en
quantité suffisante. Cette quantité
ne devrait pas être inférieure à
5 g/m2, ce qui correspond à un
volume de prise du rouleau tramé
de 15 g/m2. Avant de commencer à
imprimer, il est indispensable de
nettoyer le rouleau tramé et de
contrôler sa capacité de prise à
l'aide de son code. Tous les vernis
sont imprimables à la vitesse maximale de production. Comme les
vernis en dispersion, en vernissage
•m-real Technical Sales and Marketing, D-Hamburg (www.m-real.com)
•Schneidersöhne Unternehmensgruppe, D-Ettlingen
(www.schneidersoehne.de)
•UPM-Kymmene Sales GmbH, D-Hamburg (www.upm-kymmene.com)
UV aussi la température en pile
renseigne sur les éventuels problèmes susceptibles de survenir
ensuite en pliage ou en rainage.
Emploi en emballage alimentaire et
non-alimentaire
Des investigations menées par procédé d'extraction à l'alcool et au
chlorure de méthylène sur des
impressions vernies en hybride
avec du vernis UV haute brillance
VEGRA 1038 n'ont pas permis de
prouver la moindre présence de
monomères ou de photo-initiateurs
résiduels. Tous les vernis UV de
VEGRA sont en outre formulés
pour ne dégager aucune odeur, ce
qui a été contrôlé par l'ISEGA* Ce
couchage brillant peut donc être
employé en emballage, même alimentaire, à condition toutefois
que, pour un bon durcissement du
vernis, les émetteurs UV disposent
d'une puissance suffisante et
soient régulièrement nettoyés et
remplacés. L'aptitude au marquage
du vernis UV 1038 milite en outre
pour son emploi pour l'impression
d'emballages et d'étiquettes. Il
existe des films spéciaux de dorage
à chaud.
Albert Uhlemayr, président du Groupe VEGRA
*) ISEGA Forschungs- und Untersuchungsgesellschaft mbH, D-Aschaffenburg (www.isega.de).
Cet institut indépendant de conseil et de contrôle déploie ses activités dans le monde entier au
service du commerce et de l'industrie, en particulier dans les secteurs suivants
cellulose/papier/ondulé/carton, plastiques, emballage, encres/vernis/auxiliaires chimiques; il
établit des expertises et des homologations de produits suivant ISO 17025 en allemand,anglais,
français et autres langues reconnues au niveau international; depuis 1990, il certifie aussi des
concepts de gestion de l'hygiène de fabricants d'emballages.
Process 3 | 2006 29
Procédés de vernissage brillant | Brillance
La brillance et sa mesure avec
la forme-test KBA
La brillance est l'impression optique qui permet de conclure à la
rugosité ou au poli d'une surface.
Elle résulte de la réflexion par la
surface de la lumière diffusée sous
forme d'indicatrice dans pratiquement toutes les directions de l'espace. La part diffuse de la lumière
réfléchie présente une moindre
intensité que celle de la part orientée qui se forme préférentiellement autour de l'angle de brillance,
c'est-à-dire de l'angle de réflexion
de la lumière, symétrique de l'angle d'incidence. Plus la part de
réflexion orientée est importante,
plus l'indicatrice est longue et
vue métrologique, la brillance est
évaluée par mesure relative de l'intensité lumineuse sous l'angle de
brillance. Les standards autorisent
différents angles sur les appareils
de mesure de brillance (réflectomètres): les procès-verbaux de
mesurage doivent donc toujours
mentionner non seulement les
valeurs de mesure mais aussi la
géométrie du mesurage. La norme
ISO 2813 (DIN 67530) prescrit
20°/20° pour les surfaces très brillantes, 60°/60° pour les brillances
normales et 85°/85° pour les surfaces mates. Depuis des années, les
cartonniers préfèrent cependant
Le phénomène de brillance peut être représenté sous forme d'indicatrice (répartition de l'intensité, ici en jaune) de la lumière réfléchie
Les mesures liées à l'angle de brillance sont indifféremment qualifiées d'unités, de points ou de
degrés de brillant. Elles se situent
entre 0 (réflexion complètement
diffuse, mat absolu) et 100
(réflexion entièrement orientée,
brillant absolu). En règle générale,
les valeurs retenues sont celles
figurant au tableau. Sauf pour le
vernis gras et le vernissage hors
ligne, le dépôt de vernis est effectué sur un groupe flexo. Peu
employé en pratique, le “chiffre de
brillant visuel” selon DIN 16537 se
situe entre 0 (mat) et 10 (brillant).
La brillance Haze suivant ASTM D
4035, couramment utilisée en
Amérique, résulte de la différence
entre les points de brillant sous
60°/60° et 20°/20°: H = R60 –
R20. Elle autorise une meilleure
évaluation du voile de réflexion,
surtout sur échantillons normaux
et brillants.
Il n'existait jusqu'ici aucune forme-test standardisée pour déterminer exactement la brillance. KBA
en a donc développé une qui convient pour pratiquement tous les substrats, pour diverses vitesses
de fabrication, différents taux de couverture et divers types de vernis. Avec un brillancemètre, le
conducteur peut ainsi, sans problèmes, mesurer lui-même la brillance sur les champs de teinte
définis et vérifier la reproductibilité pour les travaux les plus variés. Les deux images conviennent
très bien à l'évaluation visuelle du brillant, tant dans les lumières que dans les zones à forte charge
dans le motif car, en double vernissage au moins, l'alternance entre des charges d'encre faibles et
fortes conduit à une diminution de la brillance.
Brillance des modes de vernissage les plus courants
Vernis UV mat sur encres hybrides
R = 10 à 20
Vernis UV mat sur encres UV
R = 20
Encres (selon le support)
R = 30 à 50
95
Vernis gras sur encres standard et hybrides
R = 60
90
Vernis en dispersion sur encres standard
R = 70
85
Double vernissage (vernis UV brillant sur primaire)
R = 65 à 85
75
Vernis UV brillant sur encres UV
R = 85 à 90
70
Vernis UV brillant sur encres hybrides
R = 85 à 95
65
Vernis UV hors ligne sur encre sèche
R = 90 à 98
Encres hybrides avec vernissage final UV
Mesure de brillance immédiate et après 72 h
100
80
étroite, et plus l'impression de brillance est forte. La part diffuse
diminue quand les interstices dans
la topographie de la surface
rugueuse sont comblés ou complètement couverts par un média, du
vernis par exemple. Du point de
30 Process 3 | 2006
45°/45°, mais on utilise souvent
aussi 60°/60° pour juger de la brillance des impressions. Un éclairage fixe (60° ou 45°) et un angle
de mesure variable permettent
aussi de déterminer la forme de
l'indicatrice.
MK 70%
CM 70%
CMY 70%
140%
140%
210%
Mesure immédiate, 10 000 f./h
Mesure immédiate, 12 000 f./h
MK 100%
200%
CM 100%
200%
CMYK 70% CMY 100% CMYK 100%
280%
300%
400%
Mesure après 72 h, 10 000 f./h
Mesure après 72 h, 12 000 f./h
unbedruckt
Résultats d'essais en technologie hybride
Les conditions de cette série d'essais étaient identiques à ceux des essais en double vernissage.
Les résultats montrent nettement une plus forte brillance. Même après 72 h, on ne constate
qu'un effet minime de peau d'orange. Ces résultats de mesure permettent de conclure que la
technologie hybride autorise un vernissage UV d'une qualité très élevée et reproductible.
Procédés de vernissage brillant | Hors ligne
Quand choisir le vernissage hors ligne?
Les vernissages hors ligne sont généralement proposés par des prestataires spécialisés.En offset feuilles,certaines imprimeries d'étuis pliants disposent aussi non seulement de presses de découpe et de gaufrage ou de marquage,mais aussi d'équipements d'ennoblissement brillant hors ligne. Le vernissage et le pelliculage constituent les deux technologies envisageables selon le type du produit.Les brillances obtenues surclassent généralement le vernissage en ligne,ce qui n'est pas le seul
aspect qui justifie des coûts plus élevés.Il convient en effet d'examiner aussi d'autres critères qui entrent en ligne de compte.
demande” ne sont qu'occasionnels et quand faire tourner en
permanence un groupe de vernissage en ligne reviendrait trop
cher;
• le vernissage brillant hors ligne
doit être complété d'un autre
ennoblissement, application
d'une colle par ex.
• il faut vernir l'intégralité du format de la feuille, ce qui n'est pas
possible sur machine à imprimer
en raison de la prise de pinces.
Configurations de groupe de vernissage
(exemples Billhöfer):
1 Dispositif à trois rouleaux,2 Dispositif à deux
rouleaux,3 Vernissage deux faces par dispositifs
à deux rouleaux,4 Calandre
Vernissage en ligne ou hors ligne ?
Les opérations d'ennoblissement
“hors ligne”, c'est-à-dire exécutées
en un ou plusieurs passages distincts sur des machines spéciales,
sont logiquement plus onéreuses
que celles réalisées “en ligne”,
c'est-à-dire effectuées au cours d'un
seul passage en même temps que
l'impression. C'est ce qui explique
que l'intégration de groupes de vernissage dans les machines offset
feuilles soit devenue aujourd'hui
presque une évidence. L'ennoblissement brillant hors ligne trouve
pourtant sa justification quand:
• on recherche une brillance particulièrement élevée, par
d'épaisses couches de vernis par
ex. ou par calandrage;
• il faut augmenter la résistance
et la protection contre le frottement, pour les couvertures de
livres par ex.;
• l'imprimerie doit sous-traiter
l'ennoblissement parce qu'elle
ne dispose ni de vernissage en
ligne ni de double vernissage;
• les travaux avec vernissage “à la
Une nette majorité des vernissages
visant la brillance ou la protection
sont certes réalisés en ligne mais,
compte tenu de la demande croissante en produits imprimés toujours plus ennoblis, les deux
modes – en ligne et hors ligne progressent.
Vernissage
Comparé au vernissage en ligne, le
vernissage hors ligne présente
l'avantage de déposer le vernis sur
des encres sèches, ce qui dispense
de tenir compte de leur nature. Les
vernisseuses reposent sur diverses
technologies. Les machines qui ont
fait leurs preuves régulent l'épaisseur de la couche par la viscosité
du vernis et par l'écartement des
rouleaux applicateurs. On distingue entre les vernissages une ou
deux faces, avec pinces ou sans
pinces, les machines sans pinces
permettant de vernir la feuille
jusqu'aux quatre bords. Conviennent également pour le vernissage
hors ligne, les machines à imprimer feuilles qui, outre le margeur
et la réception, ne comportent
qu'un seul groupe pour le vernis
complété par un sécheur (“Standalone Coater”) ou dont les groupes
imprimants servent uniquement au
vernissage; il s'agit là de machines
hélio feuilles ou de machines de
sérigraphie.
Au-delà des vernis en dispersion et
UV, on continue de trouver sur les
vernisseuses des vernis nitrocellulosiques à base de solvants, remplacés de plus en plus par d'autres
types de vernis en raison des menaces qu'ils représentent pour l'environnement. En emballage, des vernis spéciaux ont conquis certains
créneaux en raison de certaines
propriétés de résistance, au froid
ou à la vapeur d'eau par ex. Et des
vernis colles pour la fabrication de
cartes plastique sont souvent déposés sur des machines de sérigraphie économiques. Les vernis à
calandrer à chaud jouent un rôle
remarquable: ce sont les seuls à
atteindre la brillance d'un pelliculage sans en présenter les inconvénients (voir ci-après). L'action de la
chaleur permet de déposer des
couches de vernis deux fois plus
épaisses qu'avec d'autres vernis qui
sont ensuite calandrées en ligne
entre des cylindres polis à haute
brillance.
Pelliculage
Le pelliculage des imprimés représente la méthode la plus lourde
d'ennoblissement à haute brillance. Comme pour les vernis, il
existe des qualités brillantes et
mates, mais aussi avec relief, pour
imiter la toile pour les couvertures
rigides par exemple, et à revêtement fonctionnel spécial, pour
offrir une résistance particulière
aux rayures par ex. Le film qui prédomine est le polypropylène
orienté, particulièrement résistant
aux déchirures, apte à recevoir une
texturation en relief mais aussi
transformable à chaud. L'emploi de
films en acétate reste occasionnel
quand les feuilles doivent être
ensuite marquées ou partiellement
collées. Il n'y a pas si longtemps, on
rencontrait encore en pratique des
films de polyester (PET) qui se
caractérisent par une meilleure
aptitude à épouser (“lay-flat”) la
surface du papier ou du carton et
une plus faible épaisseur.
Comme pour le vernissage hors
ligne, la nature de l'encre sèche sur
laquelle le film est appliqué reste
sans importance. Pourtant le pelliculage a lui aussi ses défauts: il est
nettement plus cher que le vernissage; les produits ainsi ennoblis
sont plus difficilement recyclables;
la durabilité du film risque de s'avérer inférieure à celle d'une couche
de vernis, et même les épaisseurs
sont en moyenne supérieures à
celles d'un vernissage. Ce dernier
inconvénient tourne toutefois à
son avantage pour les applications
en extérieur (displays, panneaux
publicitaires, publicités sur les stades etc.) en raison de sa meilleure
résistance aux intempéries. Il
existe trois procédés de pelliculage: par dispersion avec un adhésif
appliqué à froid (avec ou sans solvant), par hotmelt avec un adhésif
appliqué à chaud et le pelliculage à
chaud relativement nouveau par
film pré-encollé sensible à la chaleur. Le pelliculage à chaud est largement répandu car il ne met en
œuvre aucun solvant, nécessite
moins de temps pour changer de
travail sur la machine de pelliculage, autorise une haute vitesse de
couchage et permet un meilleur
recyclage des produits.
Dieter Kleeberg
Process 3 | 2006 31
Procédés de vernissage brillant | En ligne
Modes de vernissage en ligne
En offset feuilles,le vernissage est la seule technique d'ennoblissement brillant en ligne.Selon le type d'encres et la configuration de la machine,l'imprimeur a le choix
entre différents modes.Ainsi,les machines hybrides offrent deux modes,ce qui permet de mettre en œuvre trois types de vernis; elles présentent donc à cet égard plus
de souplesse que des machines à double vernissage qui peuvent elles en revanche vernir en UV des encres conventionnelles.Les enseignements accumulés en vernissage en ligne d'encres hybrides ont été présentés lors de la seconde rencontre d'utilisateurs de technologie hybride KBA en avril 2005.Il en est rendu compte ci-après.
Vernir avec ou sans tour de vernissage,
et en recto/verso
vernissage, à une ou à deux tour(s)
après le dernier groupe imprimant.
Dans l'article “Choix d'une philosophie” (voir page 10) qui énumère
les avantages de la technologie
hybride par rapport à l'impression
purement UV et au double vernissage, le tableau qui répertorie les
combinaisons encres-vernis-supports mentionne aussi les configurations des machines correspondantes. Partant de là, le tableau
ci-dessous décrit maintenant les
différentes possibilités des trois
équipements de base: sans tour de
Même des machines sans tour de
vernissage peuvent déposer du vernis au moyen de l'encrage ou du
mouillage, étant entendu que le
dépôt de vernis en dispersion sans
dispositif de vernissage ne correspond plus au standard de qualité
actuel. C'est précisément pour
cette raison que l'ancienne solution, proposée aussi par KBA,
consistant à déposer du vernis
acrylique au moyen du dispositif
de mouillage n'est pratiquement
plus demandée par les clients.
L'application de vernis en dispersion par l'encrier, éventuellement
surmonté d'une chambre à racle,
ce que prônent certains concurrents comme “solution d'entrée de
gamme”, s'avère problématique en
l'absence de séchage IR/air chaud
ultérieur ou si l'émetteur qui suit
n'est dimensionné que pour sécher
les encres. Il s'ensuit une limitation de la quantité de vernis susceptible d'être déposée sur les
feuilles.
Dans des versions plus sophistiquées, on trouve même des machines qui vernissent sur les deux
faces: elles déposent du vernis de
surimpression ou brillant avant le
retournement. Selon le type de vernis, le vernissage de la première
face doit être suivi aussi d'un
séchage intermédiaire sous forme
de modules enfichables ou mieux
encore de groupes morts. KBA a
déjà installé plusieurs Rapida 105
universal et Rapida 105 de toute
dernière génération de cette configuration. Il existe aussi des machi-
Ennoblissement en ligne par vernis: possibilités offertes par les machines offset feuilles
Tour de vernissage
Type de vernis (couverture)
Encre
Dépôt du vernis
Observations
aucune
Vernis gras (aplat, réserves)
à infiltration sélective/oxydo-polymérisation
humide sur humide, à partir de l'encrage par
plaque gravée et blanchet
jusqu'à 60 points de brillance
aucune
Vernis en dispersion (aplat)
à infiltration sélective/oxydo-polymérisation
humide sur humide, à partir de l'encrage par
plaque alu non couchée et blanchet
seulement fine couche de vernis, un peu plus épaisse avec superposition
d'une chambre à racle (pas chez KBA, car problématique sans séchage
IR/air chaud)
aucune
Vernis acrylique (par mouillage)
(aplat)
à infiltration sélective/oxydo-polymérisation
humide sur humide, à partir du mouillage par
plaque alu non couchée et blanchet
seulement fine couche de vernis en dispersion faiblement concentré; le
vernissage VDL n'est plus demandé par les clients
une
Vernis en dispersion * (aplat, réserves) à infiltration sélective/oxydo-polymérisation
ou hybride
humide sur humide, avec tour de vernissage
Dispositif de vernissage flexo et sortie rallongée avec séchage IR/air
chaud; aussi en mode conventionnel sur machines hybrides; jusqu'à 70
points de brillance
une
Vernis UV (aplat**)
UV
sur encres durcies, avec tour de vernissage
Séchage UV intermédiaire, matériaux résistants aux UV, dispositif de vernissage flexo et sortie rallongée (double) avec séchage final UV; jusqu'à
90 points de brillance
une
Vernis UV (aplat**)
Hybride (infiltration sélective/oxydopolymérisation + UV)
sur encres durcies, avec tour de vernissage
Dispositif de vernissage flexo et sortie rallongée (double) avec séchage
IR et UV en mode “hybride” sur machines hybrides; jusqu'à 95 points de
brillance
une
Vernis gras (réserves) + vernis UV
(aplat**)
Hybride (infiltration sélective/oxydopolymérisation + UV)
Vernis gras humide sur humide par le dernier
encrage, vernis UV sur vernis gras durci avec
tour de vernissage
Dispositif de vernissage flexo et sortie rallongée (double) avec séchage IR
et UV (mode “hybride” sur machines hybrides); jusqu'à 95 points de brillance, contraste mat/brillant optimal
une
Vernis gras (réserves) + vernis en dis- à infiltration sélective/oxydo-polymérisation
persion drip-off/twin-effect (aplat) ou hybride
Vernis gras humide sur humide par le dernier
encrage, vernis en dispersion avec tour de
vernissage
Dispositif de vernissage flexo et sortie rallongée avec séchage IR/air
chaud; chauffage éventuel du vernis en dispersion; contrastes moyens
mat/brillant
deux
Vernis en dispersion* (réserves, aplat) à infiltration sélective/oxydo-polymérisation
+ vernis en dispersion* (aplat**)
à infiltration sélective/oxydo-polymérisation
humide sur humide avec 1ère tour de
vernissage, sur vernis séché avec la 2ème tour
de vernissage
Equipement “double vernissage” (2 dispositifs de vernissage flexo à
double séchage intermédiaire IR/air chaud, sortie rallongée (double))
avec séchage IR/air chaud en sortie; jusqu'à 80 points de brillance, effets
intéressants
deux
Vernis en dispersion primaire (aplat**) à infiltration sélective/oxydo-polymérisation
+ vernis UV (aplat**)
Primaire humide sur humide avec 1ère tour de Equipement “double vernissage” avec séchage UV en sortie; jusqu'à 85
vernissage, vernis UV sur primaire séché avec la points de brillance
2ème tour de vernissage
deux
Vernis à effet métallique (aplat) +
UV
vernis UV ou en dispersion
à effet (aplat)
Vernis à effets métalliques sur encres durcies avec la Séchage UV intermédiaire, matériaux résistant aux UV, équipement
1ère tour de vernissage,second vernis sur vernis à “double vernissage” avec séchage IR/air chaud en sortie; effets
effet métallique séché sur la 2ème tour de vernissage intéressants
*) aussi à pigments à effets; **) pattes de collage en réserves le cas échéant
Signification des codes de couleur sur les schémas des machines: blanc = encres à infiltration sélective/oxydo-polymérisation; vert = encres hybrides; violet = encres UV, jaune = vernis gras,
bleu = vernis en dispersion, gris = vernis en dispersion avec pigments à effet, violet clair = vernis UV, rouge = tour de séchage IR/air chaud
32 Process 3 | 2006
Procédés de vernissage brillant | En ligne
nes spéciales comportant encore
avant le premier groupe imprimant
une tour de vernissage pour déposer un blanc couvrant ou un fond à
effet en dispersion, vernis MetalFX
ou iriodine par exemple.
Vernis en dispersion
Changement de vernis grâce à deux circuits
Le changement de mode sur machines hybrides implique aussi, du point de vue économique, la rapidité du changement du vernis.
La configuration standard d'une machine hybride KBA Rapida comporte donc une tour de vernissage à deux circuits pour pouvoir commuter
commodément d'un vernis à un autre en cas de passage à un autre travail. Un système d'alimentation en vernis à fonctionnement et
nettoyage automatiques pour vernis en dispersion et vernis UV peut être raccordé en option. Le passage d'un vernis en dispersion à un
vernis UV ou inversement ne demande plus alors que 7 à 10 minutes et seulement 1 à 2 minutes entre des vernis de même nature.
Le vernissage par vernis en dispersion est le mode le plus fréquemment employé en offset. Grâce à la
technologie de la chambre à racle
devenue aujourd'hui standard, on
dépose ainsi des vernis brillant,
mat, de surimpression mais aussi
sans problèmes des vernis à pigments à effets. La fiabilité du
séchage nécessite un sécheur combiné à émetteurs infrarouge et à
lame d'air chaud pour évacuer l'humidité (voir article consacré au KBA
VariDry).
Dans le cadre de l'application nécessairement humide sur humide de
vernis en dispersion brillant, il
convient de prendre en compte
d'emblée une chute de la brillance
car certains composants du vernis
pénètrent dans l'encre. Dans le principe, il s'agit d'un phénomène de
peau d'orange (draw-back) même s'il
ne prend pas la même ampleur
qu'en cas de couverture d'encres
standard par du vernis UV ou en cas
de dépôt d'un vernis UV sur un primaire insuffisamment sec.
Les machines hybrides permettent
de déposer des vernis en dispersion
sur des encres standard en mode
conventionnel. Cela fonctionnerait
également sur des encres hybrides
bien que, du point de vue de la brillance, un vernis brillant UV
conviendrait mieux.
L30 Combi Circulator (à gauche) et X10
Conditioner: deux composants du système
d'alimentation en vernis à deux circuits
Coating Concept de Tresu
Schéma de l'alimentation automatique LithoCoat de Harris & Bruno. Le vernis UV ou en dispersion est pompé au choix à partir des réservoirs “Coating 1” et “Coating 2” et acheminé par un
groupe vers une unité de conditionnement du vernis avant de parvenir dans la chambre à racle
Vernissage UV
Contrairement au vernis en dispersion qu'il faut sécher immédiatement, le vernis UV brillant a besoin
de temps pour s'étaler de façon à
former une surface lisse et donc
hautement brillante. Tandis que la
sortie rallongée, nécessaire dans
les deux cas, abrite un puissant
sécheur IR/air chaud pour le vernis
en dispersion, elle offre au vernis
UV le parcours indispensable à
l'étalement jusqu'à son arrivée sous
le sécheur de sortie. Pour les
machines qui atteignent maintenant les 18 000 f./h, une sortie
doublement rallongée est même
recommandée.
Parce que le vernis UV n'est jamais
déposé humide sur humide, mais
toujours sur une couche d'encre ou
de vernis en dispersion ayant subi
un séchage intermédiaire, il ne peut
pratiquement pas pénétrer dans les
couches profondes, ce qui permet
donc par principe d'atteindre des
brillances supérieures à celles du
vernissage en dispersion. La capacité d'absorption du support ne joue
donc un rôle que dans la mesure où
l'encre a formé une surface lisse
mais perturbée par le phénomène
de filtration sélective.
Parmi les vernis UV aussi, il existe
des différences mises au point par
les fabricants en vue des diverses
La configuration représentée ici constitue la version la plus développée de la KBA Rapida 105 en mode hybride à grande souplesse de vernissage. Il
s'agit d'une machine 5 couleurs recto/verso à vernissage des deux côtés: le verso comprend cinq groupes imprimants pour encres normales ou
hybrides, une tour de vernissage pour vernis en dispersion ou UV et deux tours de séchage intermédiaire par air chaud et émetteur UV. Le
retournement est suivi de cinq groupes imprimants et d'une tour de vernissage. D'autres émetteurs UV peuvent être enfichés avant et après le
retournement sous forme de sécheurs intermédiaires. Une double sortie rallongée avec sécheurs IR et air chaud ainsi qu'un sécheur UV de sortie, placé
immédiatement en amont de la réception, complètent la configuration. Elle peut intéresser en particulier l'industrie des cosmétiques, de la mode, de
l'automobile, pour le vernissage or ou argent ou encore mat ou brillant des deux côtés en plus d'un vernissage normal en dispersion ou UV
applications. C'est ainsi que pour
certains vernis UV, la forte brillance
et le glissant sont prédominants
pour des applications tout UV. Pour
les machines à double vernissage,
on optimise en plus le vernis UV
pour qu'il adhère sur le primaire en
dispersion. En vernissage hybride, la
formulation du vernis UV prend en
compte l'adhérence optimale sur les
encres hybrides ou le refus pour les
vernissages sélectifs sur vernis gras.
Malgré le séchage UV intermédiaire
des encres et le vernissage UV haute
brillance, les machines hybrides
s'avèrent idéales pour aborder la
technologie UV car elles ne nécessitent pas une expérience considérable en UV de la part du conducteur
qui peut en effet
• imprimer avec les courbes caractéristiques de restitution des teintes de machines conventionnelles;
• s'appuyer sur un comportement
plus stable en roulage qu'en
impression purement UV, en particulier pour ce qui concerne
l'équilibre encre/eau;
• alterner sans problèmes entre
mode“conventionnel”et“hybride”,
puisque les groupes ne nécessitent aucun équipement résistant
aux UV, et entre les types de vernis, en dispersion et vernis gras
plus vernis UV.
Process 3 | 2006 33
Procédés de vernissage brillant | En ligne
Chambre à racle: état actuel de la technique
La technique flexographique moderne de vernissage permet de transférer d'importantes
quantités de vernis et donc d'obtenir d'excellents brillants. La possibilité offerte par les
anciens dispositifs de vernissage à deux rouleaux de moduler la quantité de vernis est devenue inutile car on ne souhaite le plus souvent qu'une épaisseur définie de vernis. Il reste
pourtant possible si nécessaire de modifier la quantité de vernis en utilisant un rouleau
Anilox offrant un autre volume de prise ou des caractéristiques optimales, pour des pigments nacrés par exemple.KBA propose aux imprimeurs des matériels faciles à manipuler; la
structure extrêmement légère des rouleaux Anilox en format 4 poses et en moyen format
permet même de les changer à la main, sans palan.
Comme il a déjà été indiqué dans l'article “Adhérence et compatibilité entre les couches d'encres et de vernis” (voir page 11), les rouleaux Anilox employés aujourd'hui sur dispositifs de
vernissage de type flexographique présentent un relief ouvert, à grande finesse de trame.
Plus la trame est fine, mieux le vernis s'étale et plus on peut reporter des réserves délicates.
Les croisements des anciens ponts de trame continus ont depuis été ramenés à des pyramides tronquées. Grâce à cette gravure de type ART (“Anilox Reverse Technology”) beaucoup
plus facile à nettoyer, le rouleau Anilox apporte de 3 à 5 points de brillance en plus car le vernis a moins tendance à former une peau d'orange ou des piqûres. La gravure ART-TIF (“Thin
Ink Film”) améliore la capacité d'étalement du vernis UV malgré une moindre épaisseur de la
couche. Les hachures ont finalement fait long feu car le “sillon sans fin” transporte en fait le
vernis d'un côté à l'autre de la machine.
La chambre à racle a également été améliorée,car on lui reprochait jusque là l'usure des deux
racles en acier. Le revêtement céramique dont bénéficiait déjà les rouleaux Anilox a maintenant été étendu aux racles dont la durée de vie a ainsi été multipliée par 8 environ.
Double vernissage
Malgré leur demande plus forte en
énergie pour le séchage et leur
encombrement plus important au
sol par rapport aux machines hybrides, les machines à double vernissage ont leur justification. C'est
pour cette raison que KBA continue
d'en proposer aussi. Elles permettent en effet:
• le vernissage UV d'encres
conventionnelles, même par voie
indirecte, par obturation préalable en ligne au moyen d'un vernis en dispersion,
• de multiples effets créatifs par
des variantes dans l'emploi du
vernis en dispersion.
La couche de vernis en dispersion,
appelée aussi primaire, appliquée
avant le vernis UV ne vise pas seulement un accrochage optimal du
vernis UV: du seul fait du séchage
intermédiaire du primaire, qui
limite donc le pouvoir d'absorption
du support, avant même l'application du vernis UV, elle augmente du
même coup la brillance globale. Par
sa capacité stabilisante, le primaire
améliore en outre la possibilité d'un
pelliculage complémentaire. Pour
mettre en œuvre sans problème les
deux types de vernis, il est indispensable d'employer deux produits
adaptés l'un à l'autre, provenant
d'un même fabricant de vernis.
Racles céramiques positive et négative après
11 semaines à une vitesse de production de
8000 f./h
Photos: Praxair
La rotation du rouleau Anilox se traduit par deux types d'usure différents sur les deux racles que
l'on peut constater ici sur deux racles céramique de BTG après une semaine de service
La polyvalence de la configuration
pour double vernissage s'explique
par la présence des deux tours utilisables non seulement pour des
combinaisons vernis primaire/UV,
mais aussi pour des doubles vernissages en dispersion. Même sans
survernissage UV, un double vernissage brillant en dispersion procure
aussi des brillances élevées, ce qui
s'avère encore plus intéressant
quand l'un des deux vernis en dispersion contient des pigments à
effets métalliques ou nacrés ou une
simple coloration. Cette méthode
autorise des effets très attrayants
et laisse une large place à la créativité.
Modes de nettoyage des rouleaux Anilox
Procédé, moyens
Observations
Automatisme de nettoyage intégré dans le système d'alimentation
en vernis
Tampon de nettoyage
Programmes de lavage de durée modulable pour tous les organes en contact avec le vernis; pratiquement aucun
nettoyage de finition à la main; très rapide
Agit par foulage à la place ou sur le cliché de vernissage; recommandé par Praxair
Brosse métallique inox
Très efficace, quand le nettoyage est effectué aussi vite que possible après l'impression; pour les vernis à l'eau
et/ou UV, application d'un produit de nettoyage aussi biodégradable que possible qu'une brosse fait ensuite
“pénétrer” par des mouvements circulaires; séchage avec un chiffon non pelucheux; les brosses métalliques en
cuivre ou laiton sont à proscrire en raison des risques de réaction chimique avec la céramique; des produits
agressifs risquent de corroder le rouleau
Ultrasons
Il faut démonter le rouleau; des fausses manœuvres risquent de détériorer la céramique; relativement onéreux
Projection de
- bicarbonate de sodium
- dioxyde de carbone (neige carbonique)
- microbilles plastique
laser IR
Il faut démonter le rouleau; des fausses manœuvres risquent de détériorer la céramique; relativement onéreux
34 Process 3 | 2006
Recommandé à partir d'une trame de 300 L/cm; il faut démonter le rouleau; des fausses manœuvres risquent de
détériorer la céramique; relativement onéreux
Vernissage avec contraste de brillance
Les contrastes de brillance peuvent
être obtenus par trois méthodes
connues sous les noms de vernissage sélectif “drip off”, “twin-effect”
ou hybride. Pour toutes, il s'agit de
vernissage en réserve avec un vernis
gras mat ou formant une texture en
relief, appliqué par le dernier
groupe, suivi d'un vernissage haute
brillance en aplat total, la tension
interfaciale, supérieure de plusieurs
multiples, du vernis brillant l'empêchant d'adhérer sur le vernis gras et
provoquant sa déperlance.
Les différences résident d'abord
dans le type du vernis brillant: en
vernissage “drip off”, on utilise un
vernis en dispersion chauffé; en
vernissage “twin-effect”, le vernis
en dispersion est appliqué à température normale et, en vernissage
hybride, on emploie un vernis UV.
Il existe également des systèmes
“twin-effect” pour encres hybrides.
La différence majeure réside dans
la qualité du contraste de brillance
accessible: le système encres hybrides/vernis gras/vernis UV est imbattable et son contraste de brillance
surclasse de loin celui des deux
autres procédés.
Procédés de vernissage brillant | En ligne
peut cependant pas nuire car, en
cas de séchage insuffisant, les
encres risquent de s'écailler avec le
vernis au moment du massicotage.
Le vernissage demande de la
préparation
Le calendrier KBA 2005 “Michael Freudenberg:
paysages abstraits” constitue un morceau de
bravoure illustrant l'extraordinaire qualité des
effets de contraste réalisables en vernissage
hybride. La signature de l'artiste, la grille
calendaire et le logo KBA figurent en haute
brillance sur le fond noir granité qui imite le
passe-partout, le summum étant atteint sur
chacune des reproductions par des effets brillant-granité très délicats qui restituent le relief
des coups de pinceau à la surface de l'oeuvre. Il
a été imprimé sur GardaMatt 170 g/m2 de
Cartiere del Garda avec des encres hybrides
Starbrite associées à un vernis gras de Epple et
à un vernis hybride à effet Senolith-UV-Hybrid
360053 de Weilburger Graphics
En plus de la faculté de passer à un
autre mode, c'est là la principale
autre raison qui, dans de nombreux
cas, rend la fabrication sur machines hybrides très intéressante.
Vernissage UV d'encres hybrides
spéciales
Si certaines seulement des encres
hybrides proposées sur le marché
ont déjà subi les tests fogra et ont
ensuite été homologuées par KBA
pour être employées sur machines
Rapida, cela ne signifie pas pour
autant que d'autres gammes d'encres ne conviennent pas. Cela vaut
aussi pour des encres spéciales
dont on peut s'attendre à ce que le
risque d'utilisation soit réduit, surtout quand elles proviennent de
fabricants dont les séries CMYK
sont déjà certifiées. Par principe, on
trouve aussi en formulation hybride
les encres spéciales du Pantone
Matching System (PMS) ainsi que
quelques encres à effets métallisés,
de sorte qu'il ne devrait pas là y
avoir de doutes par rapport à la philosophie hybride.
Pour le vernissage brillant UV d'encres spéciales, il risque de se produire un phénomène de peau
d'orange (draw-back) si les encres
n'ont pas été suffisamment durcies
lors du séchage UV intermédiaire.
Comme certaines couleurs des
nuanciers PMS sont imprimées
avec beaucoup d'intensité, de nom-
breux conducteurs ont tendance à
surcharger en encres. La couche
devient alors tout simplement trop
épaisse pour pouvoir être durcie
par un seul émetteur UV. En cas
d'encres spéciales PMS, il est donc
recommandé d'utiliser un second
sécheur UV intermédiaire. N'oublions pas non plus qu'en cas de
sélection CMYK achromatique, le
noir subit aussi un surencrage, ce
qui devrait inciter à vérifier là aussi
l'efficacité du séchage UV intermédiaire. Des couches trop épaisses
risquent également de poser des
problèmes au massicotage, au rainage ou à la découpe. Il serait utile
que les fabricants d'encres dotent
à l'avenir leurs encres spéciales
d'une plus forte concentration en
pigments, car une plus grande
intensité de la couleur réduirait
l'épaisseur de la couche. Ceux-ci
arguent toutefois que leurs possibilités d'intervention restent réduites
dans les formulations hybrides.
Il existe déjà des encres hybrides à
pigments métalliques dans différents tons bronze, argent et or. Les
seuls problèmes d'imprimabilité
rapportés par quelques utilisateurs
concernent l'or. Il est encore difficile de dire à l'avance si le vernis
UV choisi atténue éventuellement
l'effet métallique brillant recherché.
Des expériences positives ont déjà
été rassemblées en cas d'impression préalable avec de la MetalFX
Silver Base Ink de SunChemical et
Huber, sur laquelle on imprime
après en CMYK avec des encres UV
ou hybrides qui subiront ensuite un
vernissage UV brillant. En cas de
faible couche de noir, le vernis UV
augmente de façon très attrayante
le brillant métallique. Un essai ne
Il convient de prendre tout particulièrement en compte le vernissage
dans la planification des temps et
des consommables:
• le calage des clichés de vernissage en réserve allonge la mise
en train;
• un simple vernissage en dispersion peut permettre d'avancer le
moment de la finition;
• en cas de vernissage UV sur les
deux faces, il convient de massicoter quand la pile est encore
chaude afin d'éviter un éventuel
collage en pile.
• l'emploi de vernis implique une
passe supérieure.
• en cas de vernissage hors ligne,
tenir compte du sous-traitant
(disponibilité de la machine,
prise de pinces, temps d'entreposage pour des ennoblissements
ultérieurs (gaufrage par ex.).
Dieter Kleeberg
KBA Rapida 105 en configuration pour double vernissage avec une tour de vernissage, deux
groupes morts pour séchage intermédiaire et une seconde tour de vernissage ainsi qu'une double
sortie rallongée
Encres hybrides sans vernissage?
Lors de la dernière rencontre des utilisateurs de technologie hybride, la question a été
posée de savoir si les encres hybrides étaient utilisables sans le moindre vernissage.
Indépendamment du fait que l'emploi d'encres hybrides plus onéreuses en lieu et place
d'encres conventionnelles meilleur marché se justifierait difficilement du point de vue économique, cette variante n'est pas non plus envisageable du point de vue technologique.
Les encres hybrides étant en effet conçues pour être vernies, l'impression serait bien peu
brillante, même moins qu'avec des encres standard. Il manquerait en outre la résistance
aux frottements (compte tenu de leur vernissage ultérieur, les encres hybrides ne peuvent
contenir ni cires ni silicone), ce qui occasionnerait des rayures du verso en cas de
recto/verso.
Process 3 | 2006 35
Technologie hybride | Rétrospective
KBA, moteur de la percée de la
technologie hybride
Depuis la fin des années 90, les spécialistes KBA de l'offset feuilles travaillent à l'optimisation technologique de la mise en œuvre des encres hybrides. C'est grâce à
leur implication que la technique des machines, les encres, les vernis, les produits de lavage et les blanchets pour vernissage hybride ou exploitation mixte ont
atteint leur niveau actuel. Comme elle a compris très tôt tout le potentiel de la philosophie hybride, KBA ne s'est pas contentée de s'interroger sur sa faisabilité:
plus que tout autre constructeur de machines à imprimer, elle a investi dans le développement et le perfectionnement de ce procédé en coopérant étroitement
avec de nombreux fabricants d'encres, de vernis et de sécheurs. C'est ainsi que les utilisateurs KBA peuvent aujourd'hui exploiter des procédés brevetés pour des
vernissages à effets inédits. Environ 250 Rapida installées dans le monde entier impriment chaque jour en procédé hybride ou en mode mixte
conventionnel/hybride. KBA est ainsi leader de l'hybride.
Les interrogations initiales
C'est la découverte par hasard de
l'effet du séchage hybride par un
technicien Grafix qui conduisit au
début des années 90 à la mise au
point ciblée d'encres séchant aussi
bien par infiltration sélective/
oxydo-polymérisation que sous UV.
Il ne tarda pas à s'avérer que la formulation n'avait rien de banal: il ne
suffit pas en effet de mélanger une
encre standard avec une encre UV.
Aujourd'hui encore, la mention
“hybride” sur l'étiquette d'une
boîte d'encre n'est malheureusement pas justifiée dans certains cas;
de plus, le produit de lavage doit
lui aussi être adapté à l'encre. C'est
le mépris de ces préalables élémentaires qui a conduit par le passé à
des réclamations et à des détériorations du matériel des machines.
KBA en a tiré les conséquences;
elle recommande et n'utilise que
des encres et des consommables
dont la compatibilité a été vérifiée.
C'est ainsi qu'on a observé une
nette diminution du nombre des
détracteurs de l'hybride et des
sceptiques qui invoquaient toujours
les détériorations comme “preuves”
de l'impraticabilité de ce procédé.
KBA pose les jalons décisifs
A aucun moment cependant, les
spécialistes KBA de l'offset feuilles
de Radebeul ne se laissèrent détourner de la voie choisie. En novembre
2000, ils déposaient plusieurs brevets relatifs au vernissage hybride.
Depuis, KBA définit sous le nom de
“technologie hybride KBA” l'application du procédé hybride sur machines Rapida dans le respect des
recommandations de configuration,
de conditions d'exploitation et d'emploi de consommables. Les recommandations d'ӎquipement hybride
standard KBA” sont actualisées en
permanence en fonction de l'état de
la technique.
Dès le 11 mai 1999, KBA livrait la
toute première machine capable
C'est à la drupa 2000, sur cette Rapida 105 à double vernissage, que KBA a présenté pour la première fois le vernissage hybride sur un salon. Avec du vernis UV sur les deux tours de vernissage,
sans autre modification de l'équipement de la machine, KBA démontrait la possibilité d'employer
des encres hybrides sur des machines conventionnelles
d'imprimer sans problèmes avec
des encres hybrides, une Rapida
162a-6+L SW1 installée chez Unimac Graphics aux Etats-Unis. La
première Rapida 105 universal pour
l'emploi d'encres hybrides, une cinq
couleurs, suivait fin juillet de la
même année chez le français Imprimerie de Montligeon. Le vernissage
hybride se pratique aussi en 4
poses depuis décembre 2002 sur
une Rapida 74-5+L livrée chez La
Moderna Stampa en Italie. Depuis
septembre 2004, l'américain Challenge Printing est devenu le premier utilisateur d'hybride sur une
Rapida 105 de toute nouvelle génération. C'est aussi aux Etats-Unis
qu'est entrée en service en novembre 2005 chez Philipp Lithographing
Résultats du contrôle des émissions de la Rapida 105 double
vernissage/hybride publiés à la drupa 2000
Source des émissions
Valeur limite
Résultat
• alcool isopropylique
• hydrocarbures
500 mg/m3
500 mg/m3
largement en deçà
largement en deçà
Voltige d'encre
en discussion
néant
Ozone
0,2 mg/m3
largement en deçà
Rayonnement UV
suivant prEN 1010-2
largement en deçà
Poudre
6 mg/m3
(1,5 mg/m3 en discussion)
largement en deçà
Bruit
84 dB (A)
respecté sûrement
COV (composés organiques volatils):
36 Process 3 | 2006
Albrecht Bolza-Schünemann, vice-président du directoire de KBA, appose le label BG
“Emissions contrôlées” sur la Rapida 105 exploitable en hybride
Technologie hybride | Rétrospective
A l'occasion du 9ème symposium Karton 2004 de Mayr-Melnhof,KBA a fait la démonstration de l'application du vernissage hybride dans le domaine des marquages de sécurité destinés à déjouer les contrefaçons
la première très grand format
hybride du monde, une Rapida 2056+L+T.
Dès la drupa 2000, KBA a bien
entendu fait montre du succès de
ses travaux de développement.
Pour la première fois sur un salon,
les visiteurs ont pu assister en
direct à un vernissage hybride. Sur
une Rapida 105 à double vernissage, KBA faisait sensation en présentant sur l'une des tours un vernissage final UV pleine feuille sans
dépôt préalable d'un primaire, la
seconde tour de vernissage étant
employée en alternance pour un
vernissage UV haute brillance en
réserves. Cette performance
apportait du même coup la preuve
que le vernissage hybride était praticable avec un équipement
conventionnel des groupes imprimants! Cette Rapida 105 fut par
ailleurs la première machine offset
feuilles au monde à recevoir le
label écologique de portée internationale “Emissions contrôlées” de
la Berufsgenossenschaft Druck und
Papierverarbeitung.
A la drupa 2004, KBA et ses partenaires présentaient déjà de nouvelles avancées dans le domaine du
vernissage hybride. C'est avec un
grand intérêt que les visiteurs s'informèrent sur les encres hybrides
désormais presque sans odeur, ce
qui ouvrait des champs d'application supplémentaires dans le sec-
teur de l'emballage. Les démonstrations étaient effectuées sur une
Rapida 105 de la nouvelle génération des 18 000 f./h qui reçut elle
aussi en 2005 le label “Emissions
contrôlées”.
Courant 2005, les premières
Rapida 105, et donc aussi les
machines hybrides pouvaient être
équipées de sécheurs VariDry (voir
page 6) dont la technologie de
séchage sur mesure constitue une
nouvelle étape décisive dans le perfectionnement du procédé hybride.
La même année, KBA lançait la procédure de validation d'encres
hybrides par la fogra, chargée de
tester leur compatibilité avec d'autres matériaux et produits ainsi
que leurs performances. Cette validation constitue un processus
continu, jamais achevé, appelé à
devenir une procédure de contrôle
standard. KBA contribue ainsi de
façon déterminante à la sûreté de
production et donc à la réduction
des risques en fabrication dans les
applications hybrides.
KBA encourage les échanges
d'expérience
Lors de la première rencontre des
utilisateurs de technologie hybride
organisée par KBA en septembre
2003, plus de 150 utilisateurs et
représentants des fournisseurs ont
échangé pour la première fois leurs
expériences sur la pratique quoti-
Vaincre le scepticisme
Alors que dès 1999, KBA livrait des machines hybrides à rouleaux d'encrage
conventionnels (c'est-à-dire qui n'étaient pas spécialement destinés à une utilisation
mixte ou UV), sans le moindre équipement spécial UV des groupes imprimants, capables
déjà d'imprimer avec un taux d'alcool réduit, d'autres constructeurs faisaient encore
valoir un autre point de vue. Il ne s'agissait pas de contester la longueur d'avance de KBA
en matière de savoir-faire, ce dont témoignaient les demandes de brevets et le nombre
de machines installées, mais du scepticisme répandu en son temps par d'autres dans le
métier et que KBA a dû vaincre.
C'est ainsi qu'un concurrent publiait en 2001 les résultats d'essais d'impression hybride sur
étuis pliants en modes tout UV, double vernissage et hybride réalisés sur une machine huit
couleurs.Se fondant sur les problèmes invoqués et aussi sur la large palette des applications
de l'hybride,les auteurs concluaient dans une étude comparative coût/profits au détriment
de l'hybride et en faveur du double vernissage. Cette évaluation contredisait totalement
l'étude de rentabilité présentée pour la première fois par Klaus Schmidt, directeur général
du marketing de KBA,lors des journées Portes ouvertes “Processus d'impression écologique”
d'octobre 2001.Selon la concurrence en effet, on aurait constaté une plus forte tendance à
l'émulsion des encres et la nécessité de disposer de sécheurs UV intermédiaires
supplémentaires en cas de fortes charges.Le nettoyage plus difficile des groupes par rapport
aux encres UV et la nécessité de laver entre deux et de terminer le lavage à la main qui sont
rapportés semblent indiquer l'emploi de produits inadaptés lors de ces essais.L'encrage des
rouleaux aurait impliqué une quantité d'encre supérieure à celle nécessaire en
conventionnel pour permettre d'obtenir la densité souhaitée à l'impression. Au coût
supérieur en produit de lavage,il faudrait donc ajouter une consommation d'encres accrue.
Pour pouvoir mettre en œuvre sans problèmes les encres hybrides, les auteurs
recommandaient donc d'équiper la machine de garnissages de rouleaux et de blanchets
pour UV, sauf si, en mode mixte, la part d'hybride ne dépassait pas les 10 %, auquel cas la
machine pouvait conserver des rouleaux normaux.
Depuis, les concurrents en sont venus à partager largement les vues de KBA sur la
technologie hybride. Pourtant, dans une brochure technique publiée à l'occasion de la
drupa 2004, on pouvait encore lire: “[…] Et comme toutes les encres hybrides X testées
contiennent un taux élevé de photo-initiateurs, il convient d'équiper au préalable les
groupes imprimants et la réception d'organes résistants aux UV.De manière générale,il est
recommandé de choisir des rouleaux dits mixtes pour l'encrage et le mouillage.La réduction
des équipements préconisée par certains concurrents,fabricants de sécheurs et fournisseurs
d'encres restreint en effet la polyvalence de la machine et, du fait d'organes inadaptés,
entraîne des coûts importants au niveau de l'entretien et de la revente de la machine.”
Process 3 | 2006 37
Technologie hybride | Rétrospective
Quand ce sont des encres et des produits recommandés par KBA et ses partenaires qui sont employés, la stabilité du procédé hybride est acquise comme l'attestent d'innombrables exemples en pratique.
De plus, avec un équipement conventionnel, l'imprimeur d'hybride peut alterner sans problèmes les modes d'exploitation des groupes imprimants. La configuration hybride standard caractéristique se
compose d'une machine offset feuilles cinq couleurs à tour de vernissage, sécheur UV intermédiaire, double sortie rallongée à sécheurs IR et air chaud et un sécheur UV en sortie. Selon l'application, il
peut être intéressant de disposer aussi d'un second sécheur UV intermédiaire. La Rapida 105 de la nouvelle génération des 18 000 f./h photographiée ici au show-room de l'usine KBA de Radebeul est
dotée d'un encrage supplémentaire pour pouvoir imprimer un ton direct avant le vernis gras ou en six couleurs conventionnelles (hexachromie par ex.). Le montant de l'investissement en format 3b se
situe ainsi à 20 % environ en deçà de celui d'une machine à double vernissage, les coûts d'énergie et les prix de revient de fabrication par poste diminuent nettement, sans compter qu'une machine
hybride se caractérise par une plus grande flexibilité. KBA livre aujourd'hui des machines hybride depuis le format 4 poses avec des Rapida 74 jusqu'au très grand format avec la Rapida 205
dienne en impression et en vernissage hybride. Lors de cette manifestation, KBA et d'autres fournisseurs de renom annoncèrent leur
volonté de poursuivre systématiquement les développements de
cette technologie encore relativement jeune et promirent aux utilisateurs qu'ils pouvaient continuer
de compter sur leur soutien plein
et entier dans le cadre de ce procédé novateur. Le grand potentiel
de cette technique reste en effet
encore loin d'être épuisé en
matière de variété des ennoblissements et des champs d'applications
possibles: il nécessite un dialogue
intensif entre les développeurs et
les praticiens. Dans ce processus,
KBA se considère comme un précurseur et un animateur tourné
vers le marché; elle est effectivement reconnue en tant que telle
par les professionnels.
La seconde rencontre KBA des utilisateurs de technologie hybride
qui a réuni en avril 2005 près de
280 participants venus de douze
pays a suscité un écho encore plus
large et dégagé des enseignements
dont rendent compte nombre d'articles de cette brochure. Les discussions avec les intervenants ont
montré toute l'ampleur du développement qu'avait connu la technologie en quelques années. Des
38 Process 3 | 2006
commandes qui n'étaient pas réalisables auparavant confirment
aujourd'hui que la décision d'investir dans l'hybride était la bonne.
Malgré certains problèmes qui surgissent naturellement à l'occasion
de commandes délicates ou chez
des utilisateurs amateurs d'expérimentations, les utilisateurs d'hybride KBA se déclarent satisfaits de
la machine et du soutien qu'ils
reçoivent des fabricants et des
fournisseurs.
KBA utilise aussi d'autres manifestations comme tribune pour mieux
faire connaître la technologie
hybride et y reçoit un excellent
accueil de la part des imprimeurs
car le besoin d'information est
énorme à ce sujet. Au Druckforum
2002, des utilisateurs d'hybride
KBA exposèrent la première fois en
public les motifs de leur choix et
leurs expériences. Au 9ème symposium Karton (MMK) de Mayr-Melnhof chez KBA en 2004 consacré
prioritairement aux possibilités
d'ennoblissement pour la protection des marques, une Rapida 105
hybride a montré qu'elle pouvait
parfaitement satisfaire aux exigences exceptionnelles inhérentes à ce
domaine. C'est ainsi que Jürgen
Veil, directeur du marketing offset
feuilles de KBA, a fait la démonstration d'un procédé économique de
réalisation d'images latentes (CIT,
Concealed Image Technologies,
“Hidden Image”) par contraste
entre différents vernis transparents
qu'il a développé avec son équipe,
et susceptible d'être mis en œuvre,
maintenant aussi sur des surfaces
non tramées, pour une protection
absolue contre la contrefaçon.
L'hybride fait de plus en plus
d'adeptes
A elle seule, KBA a vendu plus de
200 machines équipées pour l'hybride dans tous les formats courants, sur tous les continents, sans
compter la conversion de toute une
série de machines à la production
hybride. Et la progression continue:
chaque année, le nombre de machines hybrides vendues dépasse celui
de l'année précédente. Ce succès
confirme que KBA avait raison.
Après les tentatives observées pendant longtemps sur le marché de
remettre fortement en question le
sens même du procédé hybride,
des fournisseurs, autrefois adversaires résolus, ont depuis sauté dans
le train mis en marche par KBA et
communiquent même dans la
presse professionnelle sur des installations correspondantes. Devant
la rentabilité et la facilité de
conduite avérées du procédé
hybride, il devient en effet difficile
à la longue de trouver des objections, même s'il faut renoncer ici et
là à vendre une tour de vernissage
supplémentaire.
Dieter Kleeberg
Démonstration de la technologie hybride dans le cadre des nombreuses manifestations professionnelles organisées au show-room KBA de Radebeul, ici devant un groupe d'imprimeurs italiens
Technologie hybride | Homologation
fogra contrôle les encres hybrides
C'est en 2004 que KBA a chargé la fogra Forschungsgesellschaft Druck e.V., de Munich, de contrôler six gammes d'encres hybrides. Près de 600 tests unitaires furent
effectués afin de déterminer le gonflement des garnissages caoutchouc des rouleaux et des blanchets en présence de ces encres ainsi que la lavabilité de ces différentes encres. Le but visé consistait à trouver les encres les mieux adaptées à l'impression hybride et à leur attribuer le label “Accredited For Hybrid Printing ”. Ce
label, décerné en commun par la fogra et KBA représente une recommandation pour la mise en œuvre sans problèmes en pratique des gammes d'encres ayant
passé les tests avec succès, à condition d'employer les garnissages, les blanchets et les produits de lavage ayant aussi été utilisés lors des essais. Partant de ces
méthodes de contrôle, la fogra a également défini des propositions pour des contrôles futurs destinés à éviter les dégâts et à valider d'autres produits.
Sûreté accrue par le contrôle et la
standardisation
Si KBA a chargé la fogra de contrôler les consommables employés en
hybride, c'est que certains, pourtant étiquetés “hybride”, mis en
œuvre dans certaines imprimeries
sur des machines Rapida pour la
production en hybride s'étaient
révélés à l'emploi être presque
purement UV, entraînant des détériorations des rouleaux et des blanchets et sapant la confiance des
utilisateurs dans ce procédé de vernissage novateur et sûr quand on
choisit des consommables adaptés.
La vérification puis la validation de
produits hybrides appropriés par la
fogra vise, dans l'intérêt de l'utilisateur, à fixer des standards clairement définis pour des produits
autorisés. Il n'est pas question ici
que les fabricants fassent connaître
leurs formulations mais que les
produits hybrides, pour ce qui
concerne leurs caractéristiques,
permettent une impression et un
Pour les essais de gonflement,les clapetséchantillons (36 x 6 mm) définis par la norme du
caoutchouc des rouleaux ont été plongés pendant sept jours à 40°C dans les encres hybrides
vernissage sûr et prévisible ainsi
qu'un fonctionnement sans problèmes de la machine. KBA demanda à
la fogra d'examiner les six gammes
d'encres
hybrides
suivantes
(gamme européenne CMYK) de six
fabricants:
Gamme A: XSYS Print Solutions
K+E Novabryte BF Process (auparavant produit BASF Drucksysteme),
Gamme B: SunChemical Sun Cure
Hy-Bryte,
Gamme C: Epple Starbrite,
Gamme D: Hostmann-Steinberg
(Huber Group) Reflecta Hybrid
Gamme E: Arets Graphics EXC
Process Hybrid,
Gamme F: XSYS Print Solutions
Gemini Process (auparavant produit Flint-Schmidt).
Gonflement des rouleaux garnis de
caoutchouc par les encres hybrides
Pour les tests de gonflement suivant DIN 53521, la société Felix
Böttcher de Cologne a fourni des
échantillons-tests de trois mélanges de caoutchouc pour rouleaux:
M1: type 17925 (rouleau toucheur),
M2: type 479 40 (preneur),
M3: type 220 22 (rouleau mouilleur).
Ces échantillons ont été plongés
pendant sept jours à 40 °C dans des
encres hybrides: on a mesuré
ensuite la variation en pourcentage
du volume, de la masse et de la
dureté (en Shore A) du caoutchouc. Pour pouvoir à l'avenir comparer ces résultats de gonflement
avec les contrôles standard pratiqués par les fabricants de rouleaux,
la fogra propose une température
d'essai de 50 °C. Comme une perte
de dureté ne se traduit pas nécessairement par une variation proportionnelle des autres paramètres, il
conviendrait pour valider les
encres de prendre en compte au
même titre les variations de
volume, de masse et de dureté.
Ce sont les encres C et F qui ont
causé les gonflements les plus faibles tandis que l'encre E n'a pas pu
être validée en raison des fortes
variations de volume et de masse.
L'influence de l'encre D sur la
perte de dureté du mélange de
caoutchouc 2 était critique.
Gonflement des blanchets par les
encres hybrides
Les essais de gonflement ont été
menés suivant DIN 53521 sur des
échantillons de six blanchets provenant de trois fabricants:
1: Phoenix Xtra Print Topaz Carat
(blanchet pour encres normales,
hybrides et UV)
2: Phoenix Xtra Print Tourmaline
Carat (blanchet pour encres normales),
3: Phoenix Xtra Print Ruby Carat
(blanchet pour encres UV et hybrides),
4: Day International dayGraphica
Equalizer 3610 (blanchet pour
encres normales et hybrides),
5: Day International NSP 03 (blanchet pour encres normales, hybrides et UV)
6: Duco/Birkan Multi Hybrid (blanchet pour encres normales, hybrides et UV)
Il s'agissait lors de ces tests, que
seule la surface du blanchet entre
en contact avec l'encre hybride.
Comme pour les rouleaux, ce
contact a été maintenu pendant
sept jours à 40 °C; pour les blanchets, c'est toutefois le changement absolu de l'épaisseur et de la
masse qui a été déterminé.
Comme on s'y attendait, les modifications furent analogues à celles
du caoutchouc des rouleaux.
Le blanchet 3 à couche de surface
EPDM, optimisé surtout pour l'impression UV, s'est avéré particulièrement insensible à toutes les gammes d'encres. Les encres C et F
provoquèrent un gonflement étonnamment faible sur tous les types
de blanchets. Tous les autres blanchets gonflent au contact des
encres A, B, D et surtout E.
Comme pour le contrôle des pro-
Appareil d'essai pour la détermination standardisée des variations d'épaisseur, ici sur un blanchet
Process 3 | 2006 39
Technologie hybride | Homologation
duits de lavage, les limites de variation de l'épaisseur (±0,04 mm) et
de masse (±100 g/m2 soit
±0,0707 g/échantillon) paraissent
toutefois excessives. La fogra
recommande donc aux fournisseurs de blanchets de parvenir à
d'autres valeurs limites plus raisonnables sous l'action des encres.
Efficacité des produits de nettoyage
sur les encres hybrides
La lavabilité des encres hybrides a
été testée avec cinq produits de
nettoyage disponibles sur le marché et avec une formule échantillon:
W1: DC DruckChemie Hybrid 1.0,
W2: DC DruckChemie Hybrid 3.0,
W3: DC DruckChemie Multi UV
(formule échantillon),
W4: DS Druckerei Service (Fuji
Hunt) Service Novasol HB 10,
W5: VEGRA E 939,
W6: Day International HybridWash.
Pour tous les produits, il s'agissait
de liquides à point d'ébullition
élevé, à base d'huiles végétales,
moins agressifs que les produits
pour UV. Les échantillons (des
impressions sur bandes de papier
avant et après lavage avec 0,3 ml
de produit de 0,17 g d'encre étalée
par frottement) ont été réalisés sur
appareil d'impression d'échantillons de la société Prüfbau. Les
impressions furent séchées sous
émetteur UV avant de subir un
mesurage densitométrique. Le critère d'évaluation de la lavabilité
d'une encre hybride fut également
la diminution en pourcentage de la
densité optique.
Les encres B et C furent plus difficiles à laver que les A, D, E et F. De
manière générale, les encres jaune
ont livré de plus mauvaises valeurs.
Un produit qui donne un bon
résultat pour une certaine gamme
d'encres peut parfaitement fournir
un lavage inacceptable avec une
autre gamme. Ainsi le W5 nettoyait
par exemple des encres A et E avec
beaucoup d'efficacité mais restait
inopérant avec B et C. La formulation échantillon a montré des
résultats d'une qualité égale, ce qui
l'a qualifié comme produit de nettoyage standard lors de futurs
essais de validation.
Homologation et suite de la procédure
Sur les six gammes au départ, qua-
tre passèrent avec succès les tests
fogra décrits ci-dessus et furent
homologuées par KBA avec le label
KBA/fogra. Il s'agit de:
Gamme A: XSYS Print Solutions
K+E Novabryte BF Process,
Gamme B: SunChemical Sun
Cure Hy-Bryte,
Gamme C: Epple Starbrite,
Gamme F: XSYS Print Solutions
Gemini Process.
Si le fabricant prend l'initiative de
changer la composition du produit
homologué, il faut impérativement
procéder à une nouvelle série de
tests pour obtenir de nouveau le
label.
Les gammes d'encres testées qui
n'ont pas pu être recommandées
dans un premier temps peuvent
bien entendu, après modification,
être représentées pour une nouvelle procédure de validation. La
gamme D paraît ainsi avoir de bonnes chances alors que, du fait de
son comportement caractéristique
d'encre UV, cette démarche serait
irréaliste pour la gamme E.
Comme la première mission de
contrôle fut limitée arbitrairement
à six encres sélectionnées, l'homo-
logation accordée ne signifie nullement que toutes les gammes d'encres non contrôlées sont inadaptées. Ainsi par exemple, la gamme
FD HB Eco-SOY de Toyo Ink a été
mise en œuvre avec succès lors des
démonstrations dans le cadre du
forum des utilisateurs de technologie hybride en avril 2005. Pour ce
qui concerne les blanchets, les rouleaux et les produits de lavage, il
ne s'agit ici aussi que d'une première sélection. Sans se prononcer
sur les produits non sélectionnés,
KBA ne peut donc dans un premier
temps recommander que les produits ayant subi les tests; l'emploi
d'autres consommables pour le
La lavabilité des six gammes d'encres hybrides
avec six produits de lavage a été testée sur un
appareil d'essai de la société Prüfbau
Gonflement des mélanges de caoutchouc pour rouleaux M1 à M3: variation de la masse (en %) des rouleaux en caoutchouc après sept jours dans les gammes
d'encres hybrides A à F (valeur limite: ± 4 %)
9
8
Black
8
7
7
6
5
6
M2
5
4
M3
4
M2
3
M1
3
2
M3
M1
1
2
1
0
0
-1
A
B
C
D
E
F
A
9
Yellow
9
8
M2
7
M1
B
C
D
M2
M1
7
M3
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
E
F
Cyan
8
6
0
Magenta
M3
0
A
40 Process 3 | 2006
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
Technologie hybride | Homologation
mode hybride se fait aux risques et
périls de l'exploitant. Il est de
toute façon recommandé de
demander conseil sur le choix des
consommables impliqués dans le
procédé. A l'avenir, chaque fabricant pourra prendre l'initiative de
solliciter à titre onéreux un
contrôle de validation pour ses produits auprès de la fogra, et ce, sans
demande en ce sens de KBA. Au
bouclage de la présente brochure,
les gammes d'encres Jänecke
+Schneemann Supra UV Hybrid et
Sicolor Sicobrite avaient passé
l'examen fogra avec succès.
Propositions de critères de contrôle
Dans leur rapport d'expertise, les
deux auteurs de la fogra ont développé d'intéressantes propositions.
Il serait ainsi possible à l'avenir de
s'appuyer sur les études de laboratoire pour éviter des détériorations
des caoutchoucs, car certaines
valeurs de gonflements font craindre des risques en ce sens en cas
de service continu. Les auteurs
recommandent en outre d'essayer
la lavabilité d'une gamme d'encres
à tester avec une formulation standard de produit de lavage (que la
fogra développerait) et de prescrire
Gonflement des mélanges de caoutchouc pour rouleaux M1 à M3: variation du volume (en %) des rouleaux en caoutchouc après sept jours dans les gammes
d'encres hybrides A à F (valeur limite: ± 4 %)
9
8
Black
8
7
7
6
5
6
M2
5
4
M3
4
2
M3
M1
1
2
1
0
0
-1
A
B
C
D
E
F
A
9
Yellow
8
M2
7
M1
B
C
D
M2
M1
7
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
E
F
Cyan
8
M3
6
0
M2
3
M1
3
9
Magenta
M3
0
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
Gonflement des mélanges de caoutchouc pour rouleaux M1 à M3: variation de la dureté (en Shore A) des rouleaux en caoutchouc après sept jours dans les
gammes d'encres hybrides A à F (valeur limite: ± 5 Shore A)
A
B
C
D
E
F
A
0
0
-1
-1
C
D
E
F
M3
M3
-2
B
-2
M1
-3
-3
M1
M2
-5
-5
Black
Magenta
-6
-6
0
M2
-4
-4
A
B
C
D
E
F
0
A
B
C
D
E
F
M3
-1
-1
M1
M1
-2
-2
-3
-3
-4
M2
-5
-4
-5
Yellow
-6
M3
Cyan
M2
-6
Process 3 | 2006 41
Technologie hybride | Homologation
une lavabilité minimum selon la
méthode décrite ci-dessus. Il serait
possible en parallèle de tester et de
recommander de nouveaux produits de lavage de la même façon
dans la mesure où ils atteignent ou
dépassent la lavabilité minimale.
Ces essais de lavage, qui ont mis en
évidence des écarts parfois consi-
dérables tant en termes de lavabilité des différentes encres que d'efficacité du lavage des différents
produits, ont certes confirmé des
rapports effectués sur la base de la
pratique, mais ont également indiqué que des problèmes de lavage
ne surgissent que dans certaines
combinaisons.
Si l'on doit atteindre une standardisation de l'impression avec des
encres hybrides, la lavabilité représente un critère très important, car
les temps de lavage influent très
fortement sur la productivité. Les
tests de lavabilité pourraient ainsi
conduire à des lavages plus courts
et donc à une meilleure rentabilité
tout en contribuant à une meilleure standardisation du processus
d'impression. Actuellement, les
produits de lavage doivent être
affectés aux encres hybrides en
fonction de leur efficacité de
lavage.
Dr.Wolfgang Rauh, fogra
Alexander Schiller, fogra
Gonflement des blanchets 1 à 6: variation de l'épaisseur (en mm) après sept jours dans les gammes d'encres hybrides A à F (valeur limite: ± 4 %)
0.10
0.10
Black
0.08
0.08
0.06
0.06
0.04
0.04
0.02
0.02
0
123456
Magenta
0
123456
-0.02
-0.02
A
B
C
D
E
A
F
Yellow
0.10
0.10
0.08
0.08
0.06
0.06
0.04
0.04
0.02
0.02
0
123456
B
C
D
E
F
Cyan
0
123456
-0.02
-0.02
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
Gonflement des blanchets 1 à 6: variation de la masse (en g) après sept jours dans les gammes d'encres hybrides A à F (valeur limite: ± 0,0707 g/surface
de l'échantillon)
0.10
0.10
Magenta
Black
0.08
0.08
0.06
0.06
0.04
0.04
0.02
0.02
0
123456
0
123456
-0.02
-0.02
A
0.10
B
C
D
E
A
F
0.10
Yellow
0.08
0.08
0.06
0.06
0.04
0.04
0.02
0.02
0
123456
B
C
D
E
F
Cyan
0
123456
-0.02
-0.02
A
42 Process 3 | 2006
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
Technologie hybride | Homologation
credit
c
A
id P
ybr r
For H
d
e
Product No.:
ing
int .
Au Forum des utilisateurs de technologie hybride organisé en avril 2005, Jürgen Veil (à droite),
directeur du marketing offset feuilles de KBA, a remis les premiers certificats d'homologation
KBA/fogra aux fabricants d'encres hybrides (de g. à dr.). Joachim Erlach (Epple Druckfarben), Gerrit
Wemken (SunChemical Hartmann Druckfarben) et Harold Terwal (Flint-Schmidt/XSYS Printing
Solutions)
Le fabricant d'encres hybrides peut apposer
cette étiquette portant le numéro d'homologation de la gamme d'encres sur les boîtes
Le certificat de contrôle, établi par la fogra
quand les tests ont été réussis constitue un
préalable à l'homologation définitive du produit par KBA
Efficacité du nettoyage (en %) des produits de lavage W1 à W6 sur black, magenta, yellow et cyan des gammes d'encres hybrides A à F
(idéal: 100 %; minimum exigé: 50 %)
80
80
70
A
60
60
50
K
40
M
50
YC
30
20
20
10
10
0
W2
W3
W4
W5
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C
K
W1
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C
W2
D
60
60
50
50
K M
30
W5
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30
Y
20
W4
40
C
40
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K M
70
70
20
10
10
0
0
W1
70
Y
0
W1
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M
40
30
80
B
70
W2
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W5
W1
W6
80
E
W3
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40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
W3
W4
W6
K
W5
W6
C
Y
50
MY
W2
M
60
C
K
50
W5
F
70
60
W1
W2
W5
W6
W1
W2
W3
W4
Process 3 | 2006 43
Technologie hybride | Rentabilité
Rentabilité comparée avec le
tout UV et le double vernissage
“Moindres coûts et flexibilité accrue pour des produits plus séduisants”: telle était la conclusion d'une étude de rentabilité de la machine hybride publiée en 2003 dans le KBA Process No. 1 ayant pour titre “Impression offset directement sur
ondulé” et s'appuyant sur la comparaison de trois configurations de Rapida 105 cinq couleurs (double vernissage, hybride
et tout UV). Comme le montrent de nouveaux calculs récents, ces affirmations restent valables pour la nouvelle génération des 18 000 f./h. Les handicaps économiques de la machine à double vernissage se sont même amplifiés à certains
égards, ce qui s'explique en grande partie par l'augmentation des prix de l'énergie. Les écarts de coûts entre les machines
hybride et UV ont pratiquement disparu de sorte que la décision en faveur du procédé hybride se justifie surtout par la
plus-value qu'il apporte aux produits imprimés par des effets optiques exceptionnels.
• emploi du format: motif imprimé
plein format 70 x 100 cm;
• épaisseur de la couche d'encre:
1 µm pour une teinte à 30 % en
moyenne sur chaque groupe;
• quantité de vernis: 4 g/m2
(humide) pour une couverture
de 80 % (quantité prise aussi
pour hypothèse pour les vernis
primaire, en dispersion et UV
pour simplifier les calculs);
• tirage moyen: 10 000 feuilles, ce
qui dans le temps de fabrication
disponible de 3000 heures,
compte tenu des temps de calage
et des vitesses de roulage moyennes de 11 500 (machine à double
vernissage) à 13 000 feuilles/h
(machines UV et hybride), équivaut à 1500 à 1800 tirages par an;
Des modèles et des bases de calcul
représentatifs de la pratique
Cette étude comparative repose sur
des modèles de calcul représentatifs
de la pratique. KBA a choisi par
hypothèse une machine moyen format Rapida 105 avec cinq groupes,
une tour de vernissage, une sortie
rallongée double, des dispositifs de
lavage des blanchets et des rouleaux. Les trois machines étudiées
se distinguent ensuite de cette configuration de base par des équipements supplémentaires qui ont été
comparés entre eux: une machine à
double vernissage classique, une
machine hybride et une machine
purement UV (voir encadré).
Comme la précédente étude, celleci prend aussi en compte pour les
trois configurations l'encombrement, le montant de l'investissement et la consommation d'énergie
nécessaires ainsi que le coût des
consommables tels que les encres,
les vernis, les clichés de vernissage
et enfin l'efficience exprimée sous
forme de production annuelle ou
encore de coût du tirage. KBA
prend maintenant pour hypothèses
suivantes, actualisées uniquement
en fonction des vitesses de roulage:
• temps de fabrication: 3000 heures par an sur deux équipes;
• taux d'utilisation de la machine:
85 % du temps de fabrication
(une valeur très proche de la pratique, car le taux d'utilisation se
situe légèrement au dessous de
la disponibilité technique de 92 à
95 % spécifique de l'imprimerie)
44 Process 3 | 2006
Comparaison des trois configurations
Machine de base:KBA Rapida 105 à une tour de vernissage et double sortie rallongée (avec rampe de poudrage et Air Clean System)
ainsi que des dispositifs de lavage des rouleaux, blanchets et cylindres de pression
D
8+9
7
7
10 10 10
Double vernissage (D): s'ajoutent à la machine de base:
7 – deux groupes morts intermédiaires avec séchage IR et air chaud
8 – une 2ème tour de vernissage avec chambre à racle et équipement UV
9 – un circulateur à double circuit pour vernis en dispersion et vernis UV
10 – plusieurs sécheurs de sortie, activés selon l'application, pour les encres conventionnelles et vernis de surimpression, encres
conventionnelles et vernis brillant ainsi que vernis UV
1+9
H
10 10 10
4
4
Hybride (H): s'ajoutent à la machine de base:
1 – un équipement UV pour la tour de vernissage
4 – deux sécheurs UV intermédiaires
9 – un circulateur à double circuit pour vernis en dispersion et vernis UV
10 – plusieurs sécheurs de sortie pour encres conventionnelles et vernis en dispersion, ainsi que pour encres hybrides et vernis UV
1+3 1+2 1+2 1+2 1+2 1+2
UV
6
4
5
5
5
Tout UV (UV): s'ajoutent à la machine de base:
1 – un équipement UV pour tous les groupes et la tour de vernissage
2 – des rouleaux UV et un agitateur d'encre sur tous les groupes
3 – un circulateur pour vernis UV
4 – deux sécheurs UV intermédiaires
5 – trois autres postes d'arrimage pour des sécheurs UV intermédiaires
6 – un sécheur de sortie pour encres et vernis UV
4
Technologie hybride | Rentabilité
La Rapida double vernissage occupe une surface au sol de 20 % supérieure à celle d'une Rapida hybride
• temps de calage moyen: 45 à 55
minutes; pour coller à la pratique,
les temps indispensables au changement d'encres, au lavage des
cylindres de pression et autres
ont été pris en compte proportionnellement; alors que pour les
machines hybrides et UV, la
conversion d'un travail à l'autre
peut prendre nettement moins de
temps (25 minutes env.), sur une
machine à double vernissage elle
nécessite dans certains cas 10 à
20 minutes de plus que la
moyenne avec le même personnel
car il faut positionner les deux clichés de vernissage exactement en
repérage, en particulier pour les
vernissages sélectifs délicats.
Encombrement: l'hybride permet de
gagner 15 % par rapport au double
vernissage
Une Rapida 105 cinq couleurs à
double vernissage mesure environ
3,50 m de longueur de plus qu'une
machine cinq couleurs hybride ou
UV. Alors qu'une double vernissage
nécessite environ 160 m2 au sol,
une machine hybride se contente
120 %
de 135 m2. Le gain de place effectif s'élève dont à 15 % environ.
Si, par hypothèse, le montant de
l'investissement pour une machine
hybride est de 100 %, celui d'une
machine UV arrive à peu près au
même niveau. Les équipements de
séchage supplémentaires sur la
machine hybride qui peut traiter
non seulement des vernis UV mais
aussi en dispersion en combinaison
avec des encres standard sont en
effet compensés sur la machine UV
par des rouleaux spéciaux, les agitateurs et les postes d'arrimage des
sécheurs intermédiaires.
La machine à double vernissage
coûte en revanche près de 20 %
soit environ 320 000 euros de
plus, du fait surtout que ce procédé implique une seconde tour de
vernissage et deux groupes morts.
moteurs, les servomoteurs, le
groupe de mouillage ainsi que les
sécheurs intermédiaires et en sortie. Sur le poste de l'énergie aussi,
qui occupe une place non négligeable dans les coûts de production
annuels d'une imprimerie, la
machine à double vernissage se
situe à 70 % env. au-dessus des
machines hybride ou UV, du fait
non seulement du surcroît d'énergie nécessaire à l'entraînement de
sa configuration plus longue, mais
surtout en raison de la consommation d'énergie relativement élevée
des deux groupes morts IR/air
chaud et du sécheur IR de sortie.
Partant d'un prix de 0,18 euro par
kWh, les surcoûts annuels de
l'énergie ont été estimés à 60 000
euros env. pour la machine à double vernissage. C'est là un poste de
coût tout à fait considérable dont il
convient d'informer le client car il
pèse sur les résultats.
Consommation d'énergie: jusqu'à
70 % de plus en double vernissage
Coûts de consommables: jusqu'à 60 %
de plus en double vernissage
Le calcul de la consommation
d'énergie a pris en compte les
Si l'on considère les consommables
nécessaires dans les trois procédés
Montant de l'investissement:le double
vernissage 20 % plus cher que l'hybride
160 %
180 %
8%
100 %
23 %
4%
8%
8%
4%
160 %
27 %
140 %
140 %
16 %
120 %
120 %
80 %
100 %
60 %
88 %
88 %
88 %
100 %
65 %
27 %
27 %
80 %
18 %
18 %
60 %
55 %
55 %
80 %
60 %
40 %
40 %
20 %
40 %
62 %
D
H
UV
Investissement: la double vernissage est 19 %
(320 000 euros) plus chère que l'hybride.
Machine hybride = 100 %; jaune (88 %) =
machine de base; bleu (23 %) = deux groupes
morts et une tour de vernissage supplémentaire; rouge (8 %) = circulateur de vernis et
sécheur de sortie pour vernis en dispersion et
UV; violet (4 %) = sécheur intermédiaire UV;
vert (8 %) = équipement UV (agitateur, rouleaux UV, circulateur de vernis UV, sécheur UV
de sortie)
0
133 %
27 %
25 %
6,6 %
6,6 %
66 %
66 %
20 %
20 %
0
15 %
1,1 %
6,6 %
2,9 %
D
H
UV
Consommation d'énergie:le double vernissage
coûte 70 % de plus (60 000 euros/an pour 0,18
euro/kWh) que l'hybride et que le tout UV.
Machine hybride = 100 %;bleu (62 % double
vernissage;55 % hybride et UV) = énergie des
entraînements et du groupe de liquide de mouillage,violet (18 %) = énergie pour séchage UV
intermédiaire,rouge (65 %) = énergie pour l'IR
et l'air chaud dans les groupes morts,orange (16
%) = énergie pour le séchage IR en sortie,vert
(27 %) = énergie pour le séchage UV de sortie
0
(voir graphique “Coûts des consommables”), la machine à double vernissage se situe là aussi, en particulier en raison du coût élevé des
clichés de vernissage, à 58 % environ au-dessus de la machine
hybride et à 60 % environ au-dessus de la machine UV. Dans les cas
extrêmes, l'écart de coût sur le seul
poste des consommables risque
d'atteindre presque le demi-million
d'euros par an..
Cette estimation repose sur l'hypothèse que le double vernissage
nécessite deux clichés (un pour le
mat, un pour le brillant). Si le primaire est déposé pleine feuille, un
blanchet peut suffire, ce qui réduit
bien sûr nettement la part des clichés dans les coûts.
Sans clichés, la machine à double
vernissage est la plus économique
du point de vue des consommables
puisque les prix des encres offset
normales se situe, pour le moment
encore, nettement en dessous (la
moitié environ) des encres hybrides ou UV. Les fabricants d'encres
hybrides sont donc appelés à continuer de faire progresser la nouvelle
technologie, et donc le chiffre d'affaires correspondant, en proposant
aux clients des prix plus avantageux. On enregistre déjà des évolutions en ce sens.
La machine hybride peut bien
entendu aussi être exploitée sans
problèmes avec des encres standard
et du vernis en dispersion sur des
commandes correspondantes, de
sorte que l'avantage de prix de la
machine à double vernissage
n'existe véritablement que lorsqu'on compare des carottes et des
navets. De plus, pour un travail
occasionnel sans vernissage, une
machine hybride se révèle bien plus
efficiente qu'une double vernissage
avec toute une série d'éléments
supplémentaires, inutiles à ce type
de travail, et qui tournent pourtant.
Effectivité: avantage à l'hybride
D
H
UV
Coûts des consommables: le double vernissage
est plus de 58,6 % (490 000 euros/an) plus cher
que l'hybride. Machine hybride = 100 %; vert =
clichés de vernissage (133 %, 66 % et 66 %),
rouge (2,9 %) = gâche pour la mise en
repérage des réserves, violet (6,6 %) = vernis
UV, bleu (1,1 %) = primaire, jaune (15 %, 27 %
et 25 %) = encres
On a enfin comparé l'effectivité
des trois procédés double vernissage, hybride et UV:
• Les colonnes “Montant de l'investissement” (I) ont été établies
sur la base des mêmes montants
que pour le graphique “Investissement”
• Le “Rendement absolu” (A) est
une moyenne fictive qui tient
Process 3 | 2006 45
Technologie hybride | Rentabilité
Les machines à double vernissage nécessitent plus de place et plus d'énergie. Elles n'en conservent pas moins leur justification pour certaines applications
compte de tous les temps de
tirage, de calage ainsi que des
arrêts supposés.
• Les colonnes “Calage” (M) ne
prennent en compte que les
temps de calage moyens. Autrement dit, les temps qui ne sont
pas nécessaires à chaque changement de travail ont été uniformément répartis sur plusieurs travaux. Sur le graphique, on a supposé seulement dix minutes de
calage en plus en moyenne pour
la machine à double vernissage
par rapport à la machine hybride
ou UV, étant entendu qu'on travaille en parallèle sur les deux
tours de vernissage, ce qui implique plus de personnel.
• La “Production” possible (P),
c'est-à-dire le nombre de feuilles
par an, est calculée à partir du
volume des tirages, des temps de
calage, de la vitesse de roulage et
de la capacité de fabrication disponible de 3000 heures par an.
Le graphique “Coûts de fabrication” montre que le coût au mille
(calage compris) est pratiquement
identique en hybride et en UV,
mais qu'il coûte en revanche, selon
le tirage, entre 18 et 20% plus cher
sur la machine à double vernissage.
Le net avantage de la machine
hybride en termes de coût de fabrication s'atténue avec la progression
du volume du tirage: l'impact de la
durée de calage ainsi que du coût
élevé des clichés diminue en effet
sur la machine à double vernissage
avec la longueur du tirage.
Compte tenu des volumes de
tirage qui prédominent, les coûts
de fabrication restent pourtant globalement plus avantageux avec des
encres hybrides et un vernissage
UV final par rapport à un double
vernissage.
La courbe du graphique “Coûts de
fabrication” reflète les coûts effectifs au mille (papier non compris)
en euros pour la machine hybride
en fonction du tirage. Ces coûts
chutent bien sûr fortement dans
un premier temps avec l'augmentation du tirage puis passent légèrement sous les 50 euros à 20 000
feuilles. Dans tous les cas, avant
d'investir, il convient toujours de
définir clairement ce que l'on souhaite produire majoritairement sur
la machine.
Conclusion: l'hybride est plus souple
et meilleur marché
Malgré un aspect extérieur identique, du seul fait de son équipement, la machine hybride, est nettement plus polyvalente qu'une
machine tout UV sans que cet
avantage se traduise par un montant d'investissement supérieur.
Grâce au niveau de développement
actuel des encres hybrides, la
machine hybride conjugue très
économiquement en effet les avantages de l'UV (configuration moins
complexe, meilleur marché et une
forte brillance en vernissage) avec
ceux des encres et vernis conventionnels pour certaines applications. Elle permet de passer à un
autre mode sans changer d'équipements et, selon le type de commande, sans beaucoup de travail de
conversion. C'est précisément là
que réside le principal atout de
l'hybride par rapport à l'UV pour
des coûts presque identiques.
Comparée à la machine à double
vernissage, la machine hybride
occupe moins de place, consomme
nettement moins d'énergie et
implique des coûts de consommables moins élevés.
Dr. Roland Reichenberger
186 euros
97
140 %
120 %
140 %
D 122 %
D 119,2 %
H UV
H UV
100 %
H UV
H UV
H UV
H UV
H UV
H UV
100 %
D 85,8 %
D 85,8 %
80 %
80 %
60 %
60 %
40 %
40 %
20 %
20 %
I
A
M
P
Effectivité (machine hybride = 100 %): I = montant à investir (119,2 %, 100 % et 99,9 %), A =
rendement absolu (85,8 %, 100 % et 100 %), M = calage (122 %, 100 % et 100 %, avec main d'œuvre
supplémentaire pour régler le repérage des clichés sur la machine à double vernissage), P =
Production (85,8 %, 100 % et 100 %)
46 Process 3 | 2006
67
58
53
48
D 138 % D 136,9 % D 136,2 %
D 135,4 %
120 %
H UV
H UV
0
D 142,1 % D 140 %
0
2000
5000
10 000
15 000
20 000
30 000
Coûts de fabrication au mille comparés (calage (en %) compris) selon le volume du tirage: machine
hybride = 100 %. Courbe: coûts de fabrication absolus au mille (en euros) sur machine hybride
Technologie hybride | Offset sans mouillage
Offset sans mouillage avec encres hybrides
Première le 21 avril 2005: une machine offset feuilles imprimait pour la première fois sans mouillage avec des encres hybrides. Devant les 280 participants au
second forum KBA des utilisateurs de technologie hybride, la KBA Rapida 74 du show-room KBA de Radebeul démontrait que des encres hybrides formulées pour
offset sans mouillage présentaient d'excellentes caractéristiques d'imprimabilité. Le vernissage en ligne avec contrastes mat/brillant fut tout aussi spectaculaire.
KBA, pionnier de l'hybride et de l'offset sans mouillage
C'est lors du second forum KBA des
utilisateurs d'hybride, organisé les
20 et 21 avril 2005 à Dresde et
Radebeul, que KBA et la European
Waterless Printing Association e.V.
(EWPA) ont présente l'impression
offset sans mouillage par procédé
hybride. Au cours de la seconde
journée, une démonstration effectuée au show-room de Radebeul sur
une KBA Rapida 74 a permis de
prouver de façon éclatante que l'hybride fonctionnait aussi sans mouillage et en produisant une haute
qualité qui ne le cède en rien à
celle de l'offset humide. Déjà deux
jours auparavant, lors de la préparation du forum, des essais avec
divers motifs avaient été réalisés
avec différents effets de contraste
de brillance. Ces échantillons aussi
ont fortement impressionné les
spécialistes et les utilisateurs.
Une fois de plus, KBA se montre
ainsi à la hauteur de son rôle de
pionnier non seulement sur le terrain du vernissage hybride mais
aussi de l'offset sans mouillage.
KBA a effectivement développé à
cet effet une technologie originale
reposant sur des encrages courts,
sans mouillage et sans vis. En supprimant les facteurs de relative
instabilité que constituent le mouillage et la subjectivité de la force
d'encrage liée aux vis, ces encrages
représentent un remarquable préalable à la standardisation de la fabrication des imprimés. Cette technologie est mise en œuvre tant en
offset feuilles (encrages Gravuflow
de la 74 Karat et de la Rapida 74 G
ainsi que l'encrage court de la
Genius 52 et des machines KBAMetronic pour l'impression des
films plastique et des supports de
données) que pour l'impression des
journaux sous forme de l'encrage
Newsflow de la Cortina.
Perspectives du procédé
La gamme d'encres employée était
la FD Hybrid Aqualess SOY M du
japonais Toyo Ink, actuellement la
seule gamme d'encres hybrides
sans mouillage au monde. Plusieurs
fabricants européens travaillent
cependant à des encres comparables, de sorte que cette variante de
l'offset pourrait bientôt devenir
intéressante à moyen terme pour
les imprimeries – surtout dans la
perspective d'une plus large diffusion des machines Rapida à encrages Gravuflow qui ouvrent dès
aujourd'hui la voie à de nombreuses nouvelles idées d'activités.
Les participants au forum ont saisi
l'occasion d'interroger Detlef
Braun, premier président de
l'EWPA, sur l'offset sans mouillage
et en particulier sur l'imprimabilité
des films plastique avec des encres
hybrides. Jusqu'ici domaine réservé
de l'UV, y compris des encres UV
sans mouillage, l'impression sur
film plastique constitue encore un
défi pour le procédé hybride. Au
stade actuel de développement des
encres, tous les spécialistes des
encres, y compris Detlef Braun,
déconseillent l'impression de films
plastique avec des encres hybrides.
Detlef Braun, spécialiste de l'impression UV sans mouillage
L'auteur n'est pas seulement actif au sein
de l'EWPA mais aussi comme propriétaire
de l'entreprise Druck & Beratung dont l'activité principale porte sur le conseil dans
les techniques de mise en œuvre autour de
l'offset sans mouillage avec des encres UV,
en progression constante dans l'impression
d'emballages et sur plastique.D & B a ainsi
dû emménager récemment dans les locaux
plus grands (Lahnstraße 31, D-45478
Mülheim/Ruhr, tél. +49 208 594482-10,
fax -12, www.wluv.de).Le procédé de haut
niveau qu'est l'offset UV sans mouillage
implique d'être conseillé en amont ou au
cours du processus de décision afin d'éviter
un mauvais choix d'investissement et des
réclamations. Detlef Braun sait de quoi il
parle avec les utilisateurs: depuis des
années, sa société Druck & Beratung
imprime avec succès des cartes plastique.
Du fait de leurs caractéristiques duales de
séchage, les encres hybrides sans mouillage relèvent aussi de son domaine de
compétence.
Detlef Braun a développé un instrument
important sous forme d'une barre H-1/04
de contrôle de la charge d'encre et de la
densité dont les champs triangulaires
prennent en compte le comportement de
transfert particulier des encres UV sans
mouillage, d'une viscosité élevée. Reste à
savoir si l'emploi de cette barre s'impose
aussi à l'avenir pour les encres hybrides
sans mouillage.
Process 3 | 2006 47
Technologie hybride | Offset sans mouillage
L'essai de migration (“bleeding test”) au
cours duquel on teste le maculage par
traînées de l'encre séchée en faisant glisser
les feuilles dans la pile a permis de conclure
à l'absence totale de ce phénomène pour
l'encre hybride sans mouillage FDHB
Aqualess SOY (à droite). L'encre hybride pour
offset humide FDHB Eco-SOY (à gauche)
laissa au moins de légères traces. Les photos
du bas montrent le motif d'essai avec les
traînées tandis que les photos du haut
représentent l'encre déposée sur le dessous
de la feuille qui se trouvait au-dessus.
Photos: Toyo Ink
La première encre hybride sans mouillage au monde vient du Japon
Toyo Ink Mfg.Co.Ltd.,de Tokyo,est la première entreprise au monde à proposer avec FD Hybrid
Aqualess SOY une gamme d'encres hybrides pour offset sans mouillage. Le Japon est par
excellence le pays de l'offset sans mouillage: depuis 1977 déjà, Toray fabrique des plaques
sans mouillage; outre Toyo Ink, trois autres fabricants d'encres sans mouillage sont présents
sur le marché japonais et c'est au pays du soleil levant que la part des machines offset feuilles sans mouillage est la plus forte (sans compter les machines à gravure directe).
La gamme sans mouillage de Toyo Ink compte encore cinq autres gammes d'encres:
• Aqualess Ultra L/M pour machines offset feuilles conventionnelles;
• Aqualess Karat pour machines à encrages courts (certification KBA pour 74 Karat, Rapida
74 G et Genius 52);
• Aqualess Ecoo pour machines offset à gravure directe (certification KBA pour 46 Karat);
• Aqualess UV pour impression UV sur cartes plastique, films plastique et CD/DVD;
• FDHB Aqualess SOY L/M pour vernissage hybride.
Que Toyo Ink ait réussi la synthèse de “l'hybride” et du “sans mouillage” n'a rien de très étonnant: cette entreprise dispose non seulement d'expérience dans les encres sans mouillage
mais elle fabrique aussi depuis longtemps des encres durcissant sous UV ou faisceaux d'électrons ainsi qu'une gamme hybride pour offset humide (FDHB Eco-SOY).
L'un des défis dans la mise au point de la FDHB Aqualess SOY résidait dans le mélange de résines radicalement différentes, caractéristiques respectivement des encres hybrides et des
encres sans mouillage,et de leur compatibilité avec un substitut d'huile de silicone (les encres
hybrides ne peuvent contenir aucunes silicones car elles nuisent à la possibilité de vernir en
UV).La solution se présenta manifestement sous forme d'huile de soja,d'où la dénomination
“SOY” que Toyo Ink utilise comme composant végétal.
En offset sans mouillage, la viscosité de l'encre joue un rôle prédominant dans l'imprimabilité. De façon générale, la viscosité et le tirant des encres sans mouillage sont supérieurs à
ceux des encres pour offset humide, les valeurs maximales étant atteintes par les encres UV
sans mouillage. On a réussi à doter l'encre hybride d'une viscosité inférieure à celle d'une
encre UV sans mouillage. C'est ainsi que la FDHB Aqualess SOY peut même être formulée en
deux versions optimisées en température:“L” pour les températures basses et “M” pour les
températures moyennes (voir tableau). La régulation des cylindres de plaque des machines
KBA est programmée à des niveaux supérieurs pour améliorer l'imprimabilité des encres.
La gamme FDHB Aqualess SOY ne comporte actuellement encore aucun ton direct mais le
noir de la gamme standard peut être remplacé par une formule plus fortement concentrée
pour monter le noir des squelettes.
Les encres FDHB Aqualess SOY ont bien sûr dû subir les tests habituels. Un papier imprimé
humide sur humide à une vitesse de 50 m/min a été soumis au rayonnement d'une lampe UV
d'une puissance 120 W/cm et, 15 secondes plus tard, on testait son comportement en cas de
déports dans la pile. L'expérience a montré que l'encre hybride sans mouillage ne subissait
pas la moindre traînée de maculage et que ces traînées restaient légères avec l'encre hybride
pour offset humide HDHB Eco-SOY.
La résistance au frottement a été mesurée deux heures après l'impression dans un oscillateur
dont le poids de 500 g glisse 200 fois sur l'encre. Cette résistance ne s'est inscrite qu'à un
niveau au-dessous (4 = bonne) de celle de l'encre UV (5 = excellente).
La désencrabilité par flottaison alcaline (un problème de principe pour les encres UV) a également été testée.Sur du papier imprimé en hybride,Toyo Ink a constaté des résidus presque
aussi faibles que pour des encres conventionnelles: moins de 5 mm2/m2 à comparer aux
85 mm2/m2 environ de l'encre UV.
En revanche, pour ce qui est du
papier, du carton et de l'ondulé, la
démonstration a bel et bien prouvé
que ce procédé a atteint une maturité qui le qualifie parfaitement
pour la pratique. Comme du seul
fait de l'absence d'eau, les encres
sans mouillage se caractérisent
déjà par une plus forte brillance, il
est particulièrement recommandé
de combiner les procédés sans
mouillage et hybride, car on
obtient ainsi une brillance de ver-
48 Process 3 | 2006
nis UV encore supérieure et des
contrastes mat/brillant encore plus
marqués. De nouvelles perspectives s'ouvrent ainsi aux deux procédés. Avec KBA, l'EWPA apportera
volontiers son assistance à ses
membres pour cette technologie.
Detlef Braun
Encre hybride du fabricant japonais Toyo Ink
pour impression offset sans mouillage
Caractéristiques thermo-rhéologiques de l'encre hybride sans mouillage
Paramètres
FDHB Aqualess SOY M
FDHB Aqualess SOY L
Tirant (tack) à 30 °C
11,0 à 13,0
9,0 à 11,0
Capacité d'écoulement à 25 °C
16,0 à 17,0
17,0 à 19,0
Viscosité dynamique à 25 °C
70 à 80 Pa s
50 à 60 Pa s
Plage de température du cylindre de 28 à 32 °C
plaque
24 à 28 °C
Compatibilité avec l'environnement | Contrôle des émissions
Contrôle des émissions des machines à imprimer
Depuis cinq ans, la Berufsgenossenschaft Druck- und Papierverarbeitung (BG*) [Caisse d'assurances mutuelle de l'industrie allemande de l'imprimerie et de la transformation du papier] encourage les technologies aux émissions particulièrement faibles en décernant par le biais de son Bureau de contrôle et de certification le
certificat BG-PRÜFZERT “Emission geprüft ” [Emissions contrôlées] à des réalisations exemplaires dans les industries graphiques. La KBA Rapida 105 fut la première
à recevoir cette certification pour la génération des machines tournant à 18 000 f./h. Parmi les consommables employés lors de l'expertise se trouvaient aussi deux
gammes d'encres hybrides ainsi que des produits de lavage correspondants.
Lors des contrôles effectués par la BG sur la nouvelle Rapida 105, les émissions ont été mesurées
sur tous les groupes et sur la réception
Progression de la prise de conscience
des problèmes d'environnement
Notre société actuelle accorde une
valeur toujours croissante à la protection de l'environnement, en particulier à la réduction des émissions.
Les débats qui se sont développés au
cours des derniers mois, en partie
par médias interposés, au sujet du
marché international des émissions
ont de nouveau focalisé l'attention
du public sur ce sujet.
Cela fait maintenant plus de trois
décennies que l'on se préoccupe
réellement de l'environnement. On
peut se souvenir par exemple des
études comme celle du Club de
Rome sur les limites de la croissance
(1973) ou de Global 2000 du gouvernement américain en 1980 et de
quelques autres. Même si les objectifs et les mesures de protection de
l'environnement font souvent l'objet
de vives controverses, il n'en reste
pas moins que tous les responsables
politiques manifestent la ferme
volonté de réduire et de limiter les
émissions à l'avenir.
De façon générale, le comportement
de la société en matière de protection de l'environnement a radicalement changé. La demande en produits dits écologiques a progressé
en conséquence. Dans les industries
graphiques, elle a d'abord porté sur
une fabrication des papiers plus
compatible avec l'environnement,
papiers recyclés par exemple. A la
suite de cette évolution sociétale,
de plus en plus nombreux sont les
clients à attendre d'une imprimerie
moderne qu'elle prenne des mesures plus actives pour protéger l'environnement.
Protéger l'environnement, c'est
aussi protéger la santé, tant celle des
personnels au travail que celle de la
collectivité. Dès le début des années
1990, la BG Druck und Papierverarbeitung a relevé ce défi et endossé
ainsi un rôle de précurseur dans les
industries graphiques. Quant à l'initiative de la branche professionnelle
“Solvants en impression offset”, elle
s'attaque activement à la problématique des émissions de solvants dans
l'imprimerie.
Dans ce cadre, la BG s'est donné
comme principe directeur la réduction à un minimum des émissions.
Le conducteur est en effet soumis
tous les jours à des émissions tant
physiques (bruit et/ou rayonnements) que sous forme de substances (poudre et/ou solvants par
exemple) qui polluent en partie
l'air de l'atelier et salissent la
machine. L'optimisation du procédé d'impression par des machines perfectionnées, sources de
moins d'émissions, constitue donc
un préliminaire important pour
parvenir à maîtriser ces problèmes.
Le certificat “Emissions contrôlées”
C'est à la drupa 2000 que le
Bureau de contrôle et de certification de la Commission Impression
et transformation du papier a
décerné pour la première fois le
certificat BG-PRÜFZERT “Emissions contrôlées” distinguant des
technologies à émissions particulièrement faibles à la KBA Rapida
105 dont est issue la nouvelle
Rapida 105 de 18 000 f./h présentée à la drupa 2004.
Pour recevoir ce certificat, il faut
prouver que la machine a été conçue
et peut être exploitée de telle sorte
que les différentes émissions restent nettement en deçà des valeurs
limites et recommandations actuelles les plus basses en vigueur dans
les pays de l'UE. Les mesures portent sur les émissions de solvants
(hydrocarbures volatils provenant
des produits de lavage et de nettoyage, des liquides de mouillage,
des encres et vernis), d'aérosols (voltige d'encre et de vernis par ex.), de
poussières (poudre), d'ozone, de
rayonnement UV et de bruit.
Cette preuve est considérée
comme acquise s'il est possible de
recueillir en pratique des informations sur les multiples exigences
liées à l'impression offset. Pour ce
faire, des batteries de tests sont
effectuées sur divers supports, les
encres utilisées pouvant être des
encres standard, UV ou spéciales
(hybrides par ex.). On vérifie également les applications comportant
des vernis aqueux ou UV. Le certificat établi ensuite mentionne les
applications pour lesquelles la
machine concernée a été contrôlée
avec succès.
Il est bien entendu également tenu
compte de la sécurité: le contrôle
du respect des dispositions de
sécurité européennes (label GS)
par la Commission Impression et
transformation du papier est bien
entendu un préalable indispensable à l'obtention du certificat
“Emissions contrôlées”.
Contrôle des émissions sur la nouvelle KBA Rapida 105
La nouvelle Rapida 105 de la génération des 18 000 f./h a été soumise à une importante batterie de
tests par le Bureau de contrôle de
la BG dont le but visait entre autres
à constater si les conditions d'attribution du certificat “Emissions
contrôlées” étaient remplies. Lors
du contrôle métrologique effectué
fin 2004, toute une série d'essais
avaient été pratiqués tant sur
papier que sur carton en utilisant
deux gammes d'encres hybrides
Process 3 | 2006 49
Compatibilité avec l'environnement | Contrôle des émissions
ainsi qu'un système UV et deux systèmes d'encres conventionnels sans
compter plusieurs vernis UV, un
vernis aqueux et plusieurs produits
de lavage. Il convient de souligner
particulièrement que tous les essais
ont été menés sans alcool dans
l'eau de mouillage, à une vitesse de
roulage de 14 400 feuilles/h, ce qui
correspond à 80 % de la vitesse
maximale de la machine.
Après dépouillement et analyse des
échantillons, on peut faire
aujourd'hui les constatations suivantes:
• toutes les mesures de voltige d'encre sur chaque groupe se situent
nettement au-dessous de la valeur
limite exigée de 1,5 mg/m3; elles
arrivent même dans de nombreux
cas au-delà de 30 % en deçà.
• Conformément aux attentes,
l'impératif de “concentration en
alcool isopropylique” a aussi été
rempli haut la main. L'absence
d'alcool dans l'eau de mouillage
permet évidemment d'éluder la
question des émissions correspondantes. Pour l'exploitant, cela
signifie aussi des économies. La
réduction du taux d'alcool permettait certes déjà d'obtenir des
succès honorables, mais l'emploi
de l'alcool, outre son impact sur
la santé et son coût, impose aussi
de prendre en compte les frais de
stockage et les investissements
dans la protection contre les risques d'incendie et d'explosion.
• Les relevés des autres sources
d'émission contrôlées telles les
hydrocarbures, l'ozone, le rayonnement UV, la poudre et le bruit
s'inscrivent, comme demandé,
largement en deçà des valeurs à
respecter.
Il est très satisfaisant de constater
que la nouvelle génération de machines de KBA, avec 18 000 feuilles à
l'heure à leur vitesse maximale, satisfait aussi aux impératifs exigeants du
certificat “Emissions contrôlées”.
Cette performance est d'autant plus
remarquable qu'avec l'augmentation
de leur vitesse, les machines tendent
aussi en règle générale à causer une
quantité accrue d'émissions de substances et de nature physique, en particulier du bruit.
Stabilité du processus en technologie
hybride
Le contrôle étendu de la nouvelle
50 Process 3 | 2006
Rapida 105 par le Bureau de
contrôle et de certification vise un
double objectif. Le premier est de
s'assurer que tous les standards
nationaux et européens d'hygiène,
d'environnement et de sécurité
sont remplis. Le second cherche en
plus à obtenir la stabilité du processus et la sûreté de mise en
œuvre de la technologie hybride,
en s'appuyant aussi sur des contrôles de matériaux, comme l'examen
par exemple de l'action des encres
et des produits de lavage sur le
volume des caoutchoucs, qui ont
été exécutés par la fogra à la
demande de KBA.
L'utilisateur doit à l'avenir pouvoir
identifier quels produits satisfont
aux critères indispensables à la
technologie hybride. On doit ainsi
éviter l'emploi de produits ayant
des effets néfastes sur la santé des
personnes et/ou le matériel.
La protection de la santé va de pair
avec celle de l'environnement et
inversement
Non seulement les autorités mais
toujours plus de clients attendent
désormais d'une imprimerie
moderne des mesures actives pour
protéger l'environnement. Les
machines portant le label de qualité BG-PRÜFZERT “Emissions
contrôlées” constituent une étape
importante de cette démarche car
elles réunissent les préalables techniques indispensables.
La clé du succès réside cependant
dans le comportement responsable
de l'utilisateur. Il importe qu'il dispose d'une formation pour choisir
et employer dans les règles de l'art
tant les moyens techniques que
des consommables chimiques
adaptés.
Les machines portant le logo BGPRÜFZERT “Emissions contrôlées”
sont aujourd'hui souvent dites
“machines écologiques”. Elles
pourraient tout autant être qualifiées d'”écolonomiques” car, tout
en réduisant les émissions, elles
donnent à l'imprimeur la possibilité
d'optimiser le processus. Ces
machines possèdent en effet les
caractéristiques techniques qui
permettent de mettre en œuvre
plus efficacement qu'auparavant
les consommables nécessaires et
donc de réduire les coûts correspondants. Le processus d'impres-
sion peut donc prendre une rentabilité accrue. De plus, dans certains pays d'Europe, ces machines
écologiques ouvrent la possibilité
de recevoir des subventions.
Bien conduite, au-delà de son
objectif originel, la protection de la
santé et de l'environnement réduit
les coûts et augmente la productivité.
Dr.-Ing. Bernhard Küter, Dr. Axel Mayer,
BG Druck und Papierverarbeitung
Lors de la 2ème rencontre des utilisateurs de technologie hybride en avril 2005, Jürgen Veil, directeur du marketing offset feuilles de KBA, a pu recevoir des mains d'Albrecht H. Glöckle le certificat
BG-PRÜFZERT “Emissions contrôlées”
La preuve noir sur blanc: la KBA Rapida 105 de la génération des 18 000 f./h satisfait aux
impératifs de la BG Druck und Papierverarbeitung et peut porter le label “Emissions contrôlées”
Compatibilité avec l'environnement | Liquide de mouillage
Influence du liquide de mouillage sur
l'impression avec des encres hybrides
lage. Grâce à la mise au point par
fogra d'une forme-test de contrôle
du mouillage, on dispose maintenant d'un tel instrument (voir encadré).
Partant de cette base, il a été possible au cours des essais d'impression de déterminer des courbes
significatives d'engraissement du
point (c'est-à-dire de l'engraissement du point [en %] sur l'impression par rapport aux teintes [en %]
dans le jeu de données de la formetest). La comparaison a porté sur
une gamme d'encres UV et de
deux gammes d'encres hybrides
L'impression UV avec un liquide de
mouillage contenant de l'alcool isopropylique tient du travail d'équilibriste
La comparaison des courbes 1 et 2
illustrent de façon très évidente les
différences d'évolution de l'engraissement du point. On voit clairement sur les courbes 1 pourquoi
l'équilibre encre/eau s'avère délicat
avec cette combinaison d'encres
UV et de liquide de mouillage à
alcool. Seule la position du barboteur à 60 fournit une courbe d'engraissement qui satisfait aux impératifs du standard bvdm pour l'impression offset. Des modifications
minimes de l'apport en liquide de
mouillage, comme il risque de s'en
produire rapidement du fait de la
formation d'épaisseurs sur les rouleaux ou d'écarts de température
etc. quand la machine tourne,
conduisent presque immanquablement à de considérables différences dans le rendu des couleurs à
l'impression. Le conducteur est
réellement contraint de garder un
œil sur le processus et de corriger
pour rouler des impressions vendables.
Le comportement de la même encre
UV est beaucoup moins critique en
présence d'un liquide de mouillage
sans alcool isopropylique (courbes
2). Les courbes d'engraissement
sont là beaucoup plus proches les
unes des autres et se situent près du
standard à toutes les positions du
barboteur. Le liquide de mouillage
employé de la société DC Druck-
La forme-test fogra de contrôle du
mouillage
sent que sur l'un des côtés de la feuille. C'est
sur ce côté que le conducteur augmente alors
l'écartement entre les rouleaux du mouillage.
On procède ensuite à une nouvelle épreuve et
on baisse de nouveau la vitesse du barboteur
jusqu'à réapparition de la sèche. Si les graissages se répartissent maintenant uniformément sur toute la largeur de la forme imprimante,cela signifie que la quantité de liquide
de mouillage qui parvient sur la plaque est
partout identique et que le dispositif de
mouillage est maintenant uniformément
réglé. Au cours des étapes suivantes, le
conducteur augmente la vitesse des barboteurs par paliers définis,tire plusieurs feuilles-
échantillons sur lesquelles il mesure
ensuite les engraissements de point et
compare les résultats de mesure de la
combinaison encre/liquide de mouillage
utilisée avec d'autres. Cette forme-test
autorise en outre l'évaluation des reports
et autres défauts graphiques qui ne sont
pas détaillés ici. Les membres et les nonmembres peuvent se procurer le jeu de
données de la forme-test auprès de la
fogra (www.fogra.org) dans le cadre d'une
prestation qui se compose d'une formation
pratique à l'emploi de cette forme-test et
d'un réglage de base de la machine sur site
par un collaborateur fogra.
A pleine vitesse de la machine, les encres hybrides sont imprimables sans
problèmes sans alcool dans le liquide de mouillage car la plage de mouillage est
loin d'être aussi étroite qu'avec des encres UV.C'est ce que confirment des études
de la fogra dans le cadre de l'emploi d'un nouveau liquide de mouillage bicomposants sans alcool isopropylique de la société DC DruckChemie.
On sait bien que pour ce qui
concerne l'équilibre encre/eau,
l'impression offset avec des encres
UV est nettement plus délicate
qu'avec des encres à séchage
conventionnel. Cela se traduit par
des taux de gâche au démarrage
supérieurs et, en partie, par une
latitude extrêmement restreinte en
matière de mouillage pendant le
roulage. Cette faible marge de
manœuvre impose une surveillance
permanente de l'impression et des
corrections en conséquence des
réglages de l'encrage et du mouillage. Dans de très nombreux cas, le
conducteur est contraint de baisser
la vitesse de roulage, ce qui produit
un impact néfaste sur la rentabilité.
La
fogra
Forschungsgesellschaft Druck e.V. de Munich,
a donc étudié cette problématique
dans le cadre du projet de recherche subventionné par l'Etat “Amélioration de l'équilibre encre/eau en
impression offset avec des encres
UV” tant pour les encres UV que
pour les encres hybrides.
Réglage du dispositif de mouillage
avec une nouvelle forme-test
Au début des études, la question
s'est posée de savoir si la stabilité
du processus de mouillage sur la
machine était mesurable. Chaque
groupe de la machine réagit à sa
manière, car il est réglé indépendamment des autres. Malgré tout
le soin apporté par les conducteurs
au réglage des mouillages sur la
machine selon la méthode bien
connue des touches, les essais ont
pourtant mis en évidence d'importants écarts d'un groupe à l'autre.
Il s'est rapidement avéré qu'un nouvel instrument, plus sensible, était
nécessaire pour contrôler et ajuster
le réglage du dispositif de mouil-
La forme-test contient des champs de
mesure très spécifiques pour contrôler
l'homogénéité du mouillage sur toute la
surface de la forme imprimante. Elle sert à
régler uniformément tous les dispositifs de
mouillage et, en même temps, à contrôler
et à documenter l'état de la machine à
imprimer. Cette forme-test aide à détecter
rapidement et simplement des problèmes
techniques tels que le durcissement des
rouleaux caoutchouc dans l'encrage, le
dérèglement de potentiomètres dans les
groupes,la déformation ou l'usure des rouleaux de mouillage sur certains éléments
imprimants ainsi que des disparités dans
l'impression entre des différentes combinaisons d'encres et de liquides de mouillage.
Pour déterminer l'équilibre encre/eau, on
procède comme suit. Après calage de la
plaque imprimante portant la forme-test,
on fait comme d'habitude une épreuve
jusqu'à atteindre une densité de consigne
(généralement 1,4) dans l'aplat. On diminue ensuite progressivement la vitesse du
barboteur,et donc la quantité de liquide de
mouillage apportée sur la plaque, jusqu'à
ce qu'un début de sèche se manifeste. En
règle générale, les graissages n'apparais-
dans leurs combinaisons respectives avec un concentré de mouillage alcoolisé largement répandu
sur le marché (teneur de 10 % en
alcool isopropylique) et un liquide
de mouillage sans alcool (teneur 0
en alcool).
Process 3 | 2006 51
Compatibilité avec l'environnement | Liquide de mouillage
1 Courbes d'engraissement du point de l'encre UV combinée à un liquide de mouillage contenant
10 % d'alcool isopropylique pour six positions du barboteur entre 35 et 99
2 Courbes d'engraissement du point de l'encre UV combinée à un liquide de mouillage optimisé
pour l'impression UV, sans alcool isopropylique, pour cinq positions du barboteur entre 60 et 99
Chemie, d'Ammerbuch, est parvenu
depuis à maturité de production. Ce
liquide est proposé en version bicomposants sans risque pour la
santé: le composé AlkoGreen remplace l'alcool isopropylique, le composé FountGreen est un concentré
de liquide de mouillage qui lui est
adapté.
l'impression UV sans alcool, l'encre
hybride 1 donne des courbes d'engraissement majoritairement plus
basses, par ailleurs plus proches les
unes des autres (courbes 4).
L'étude de l'encre hybride 2 provenant d'un autre fabricant de premier plan (courbes 5 et 6) a aussi
montré un comportement très similaire à celui de l'encre hybride 1.
Les encres hybrides ne posent pas de
problèmes avec ou sans alcool isopropylique
Selon le principe appliqué pour
l'encre UV, la fogra a aussi étudié
deux gammes d'encres hybrides.
L'encre hybride 1 (également un
produit du fabricant de la gamme
UV) est déjà imprimable nettement
plus facilement (courbes 3) en utilisant un concentré de liquide de
mouillage conventionnel à alcool
isopropylique. Cette combinaison
encre/liquide de mouillage produit
aussi des variations de l'engraissement en cas de changement de l'alimentation en liquide de mouillage,
mais elles sont nettement moins
importantes que dans le cas de l'encre UV. Combinée au liquide de
mouillage DC AlkoGreen/FountGreen, optimisé à vrai dire pour
Résumé
Comparées aux encres UV, les
encres hybrides présentent de
manière générale un comportement
non critique en roulage. Elles sont
également imprimables sans problèmes sans alcool comme l'a prouvé
l'emploi du liquide de mouillage
sans alcool isopropylique DC AlkoGreen/ FountGreen. Il est ainsi possible de faire tourner les machines à
pleine vitesse. Déjà dans le cadre de
la certification “Emissions contrôlées” de la KBA Rapida 105 par la
Berufsgenossenschaft Druck und
Papierverarbeitung, le liquide de
mouillage AlkoGreen/FountGreen
avait été employé: la machine avait
imprimé sans problèmes à une
vitesse de roulage de 14 000 feuilDr.Wolfgang Rauh,fogra
les/h.
3 Courbes d'engraissement du point de l'encre hybride 1 en combinaison un liquide de mouillage
contenant 10 % d'alcool isopropylique pour sept réglages du mouillage entre 18 et 75 %
4 Courbes d'engraissement du point de l'encre hybride 1 en combinaison avec le liquide de mouillage optimisé pour l'impression UV, sans alcool isopropylique pour dix réglages du mouillage entre
27 et 75 %
5 Courbes d'engraissement du point de l'encre hybride 2 en combinaison avec un liquide de mouillage contenant 10 % d'alcool isopropylique pour sept réglages du mouillage entre 18 et 75 %
6 Courbes d'engraissement du point de l'encre hybride 2 en combinaison avec le liquide de
mouillage optimisé pour l'impression UV, sans alcool isopropylique pour sept réglages du mouillage
entre 30 et 75 %
52 Process 3 | 2006
Mise en pratique | Avantages et conseils
Rigoureux, mais rapide à maîtriser
Le vernissage hybride fait de plus en plus d'adeptes dans le monde entier. Certains exploitent son absence de complexité
pour aborder la technologie UV, plus délicate à maîtriser. D'autres recherchent prioritairement la noblesse et l'originalité
des effets d'excellente qualité, réalisables en déployant relativement peu de moyens.Beaucoup ont été séduits par la possibilité d'alterner deux modes relativement sans encombre, ce qui permet l'exploitation rentable d'une seule machine qui
peut passer de travaux normaux à d'autres à fort ennoblissement. Les possibilités, les avantages, mais aussi les limites du
procédé ont largement été discutés lors de la 2ème rencontre KBA des utilisateurs d'hybride organisée en avril 2005 au
cours de laquelle de nombreux praticiens et partenaires de KBA ont apporté leurs expériences en pratique et leurs conseils.
Changement de mode:
commode et rapide
Les machines hybrides de KBA
comportent de nombreuses caractéristiques ingénieuses permettant
de travailler facilement, vite et en
toute sécurité pour les calages, les
lavages et le changement de mode
– toujours à la condition maintes
fois énoncée d'utiliser des consommables recommandés et homologués par KBA. L'un des principaux
avantages réside dans le fait que le
conducteur n'a besoin de changer
ni les blanchets ni les rouleaux
pour passer du mode hybride au
mode conventionnel ou inversement.
Le mode hybride se caractérise par
l'emploi d'encres hybrides (avec ou
sans vernissage sélectif par vernis
gras mat dans le dernier groupe) et
de vernis UV brillant pour le vernissage final sur tour. En mode
conventionnel, on utilise des
encres standard, complétées par un
vernis en dispersion contenant
éventuellement des pigments à
effets. Selon le mode, il est possible
d'activer ou de désactiver les modules de séchage intermédiaires ou
final nécessaires et, en cas de
besoin, en un tour de main, de les
transférer à d'autres postes ou d'en
ajouter d'autres (voir l'article “Des
sécheurs novateurs, d'une grande
efficacité”, page 6). Installé en standard, un système d'alimentation en
vernis à deux circuits, à programmes de lavage de durées réglables
(les eaux de rinçage des vernis aussi
sont recueillies dans deux bacs distincts) facilite considérablement le
passage d'un mode à l'autre: avec le
système LithoCoat de Harris &
Bruno, il suffit par exemple de sept
minutes pour passer du vernis UV
au vernis en dispersion ou inverse-
ment et de deux minutes pour
changer de vernis en dispersion.
Conseil: Entretenez régulièrement
les rouleaux en caoutchouc pour
augmenter leur durée de vie: éliminez les restes d'encre et les dépôts
calcaires; un nettoyage en profondeur de temps en temps leur fera
du bien. Quel que soit le mode, les
rouleaux en caoutchouc subissent
un gonflement ou un rétrécissement, même s'il reste dans la plage
de tolérance (voir l'article “fogra
contrôle les encres hybrides”, page
39), et ce, aussi avec les encres
hybrides et les produits de lavage
recommandés par KBA. Selon les
encres et les produits de lavage
choisis, et selon la fréquence du
changement de mode, l'alternance
des fabrications en mode conventionnel et hybride risque de représenter pour les rouleaux des conditions de service plus dures qu'en
mode conventionnel permanent.
nissant leurs données à des dates
compatibles avec ce mode d'organisation pourraient être incités par un
prix plus avantageux à contribuer
ainsi à la réduction des coûts.
Courbes caractéristiques: pratiquement identiques dans les deux modes
Une imprimerie qui aborde la technologie UV en installant une
machine hybride n'a pas besoin
d'adapter les courbes caractéristiques d'engraissement du point.
Le pupitre d'une Rapida hybride comporte bien
entendu aussi un écran tactile
Photo: Kleeberg
Avec une machine purement UV,
utilisant des encres UV, et donc des
blanchets et des garnissages de rouleaux en EPDM capables de leur
résister, il lui faudrait au contraire
redéfinir complètement ces courbes ainsi que les corrections pour la
compensation d'engraissement du
point au niveau du prépresse.
Flexibilité: à exploiter judicieusement
Chez les plus de 250 utilisateurs de
Rapida répartis dans le monde entier
qui exploitent une configuration utilisable en hybride, la part des travaux imprimés avec cette technologie se situe entre 30 et 70 %. La rapidité de passage d'un mode à l'autre
constitue donc un aspect important
de la flexibilité de production par
l'optimisation des temps de préparation. Pour des raisons de rentabilité,
il est cependant recommandé,
quand les délais le permettent, de
regrouper des travaux de même type
afin de ne pas devoir changer de
mode en permanence.
Conseil: Demandez-vous donc si,
compte tenu de vos travaux, il ne
serait pas opportun d'instaurer une
semaine partagée en jours“d'hybride”
et de “normal” fixes. Les clients four-
Au show-room KBA de Radebeul, on emploie en hybride des plaques Excel de Kodak Polychrome
Graphics
Une courbe d'engraissement du point aussi plate que pour les encres conventionnelles facilite l'introduction du procédé hybride dans l'entreprise ainsi que l'alternance entre les modes. Le groupe
de courbes représenté a été établi en utilisant la nouvelle plaque thermique KPG Sword Ultra qui
n'a pas besoin d'être cuite pour être employée avec des encres UV et hybrides
Process 3 | 2006 53
Mise en pratique | Avantages et conseils
Contrairement aux encres UV, les
encres hybrides permettent de
continuer à employer les faibles
engraissements de point, courants
en fabrication conventionnelle.
Comme pour toute nouvelle
machine, il convient bien entendu
de générer la courbe caractéristique et d'établir ou de modifier un
profil machine ICC pour la gestion
couleur. Et comme à chaque changement de gamme d'encres, de
support et de blanchet, il est également conseillé en passant du
conventionnel à l'hybride, de vérifier la courbe caractéristique, en
particulier quand des motifs imprimés habituellement sont facilement sujets aux variations de
teinte. En travaillant dans les
conditions préconisées par KBA
avec des consommables homologués, le travail d'adaptation des
courbes et des engraissements de
point devrait toutefois rester
minime. C'est là un avantage qui
facilite considérablement non seulement l'abord d'une nouvelle technologie mais aussi l'exploitation
mixte hybride/conventionnel. La
seule nouveauté réside au prépresse, dans les plaques qui, avec
ou sans cuisson, doivent résister
aux UV (voir vue d'ensemble à l'article “Impératifs de résistance en
vernissage hybride”, page 21).
Conseil: Employez les mêmes plaques dans les deux modes pour
avoir à prendre en compte le moins
de modifications de paramètres
possibles.
stabiliser en employant un liquide
de mouillage approprié sans alcool.
Dans ces conditions, les encres
hybrides sont imprimables sans
problèmes. Contrairement aux
encres UV, elles se caractérisent en
outre par l'absence totale de voltige, ce qui contribue à la propreté
de la machine.
Conseil: Sur votre machine hybride,
réduisez encore les émissions de
COV en employant un liquide de
mouillage sans alcool. Bien que toutes les Rapida hybrides portent déjà
le label “Emissions contrôlées”,
vous améliorerez ainsi encore votre
contribution à la protection de l'environnement et à une atmosphère
saine dans l'atelier.
Rouleau tramé: entretien facile
En plus des modules d'automation
qui vont de soi aujourd'hui, tels le
changement de plaque commandé
par programme, la liaison CIP3/4, la
réutilisation de valeurs de réglage
de la machine enregistrées en
mémoire, les dispositifs automatiques de lavage des blanchets et des
rouleaux, les ingénieurs de KBA ont
veillé aux détails qui facilitent la vie
tout en permettant de gagner du
temps. C'est ainsi que, du fait de la
bonne accessibilité des pièces, un
opérateur consciencieux termine
Equilibre encre/eau:
plus stable qu'en impression UV,
sans problème en l'absence d'alcool
Les participants au forum KBA des
utilisateurs d'hybride l'ont confirmé
une fois de plus: l'expérience montre que l'équilibre encre/eau est
nettement plus stable en hybride
qu'en impression purement UV,
mais il nécessite cependant plus
d'attention qu'en offset feuilles
conventionnel.
Le mode hybride n'implique
aucune exigence insurmontable
pour ce qui concerne la qualification du conducteur. Comme le
montre l'article “Influence du
liquide de mouillage sur l'impression avec des encres hybrides”,
page 51, l'équilibre entre mouillage
et encrage est encore plus facile à
54 Process 3 | 2006
sans problème le nettoyage manuel
du rouleau tramé et de la chambre
à racle en deux minutes. En général, le lavage automatique du dispositif de vernissage et de l'alimentation en vernis suffit.
Conseil: Un test rapide permet de
vérifier s'il faut parachever le nettoyage du rouleau tramé. Colorez
du vernis avec une encre alimentaire et vérifiez à l'œil ou au densitomètre l'homogénéité du vernissage en aplat.
Normalement le rouleau tramé de
la tour de vernissage ne se remplace qu'en raison de son usure, ce
qui, avec les matériaux et modes de
gravure employés, ne devient
nécessaire que très tard. Il peut
cependant s'avérer indispensable
de le changer pour obtenir une
autre capacité de prise ou appliquer
un vernis en dispersion à grosses
particules de pigments à effet. C'est
là une opération réalisable en quelques minutes, à la main, car KBA
emploie de préférence des rouleaux tramés à corps en aluminium.
Il suffit donc au conducteur de desserrer la vis de la chambre à racle,
de dégager cette chambre, d'ouvrir
les peignes, de soulever l'ancien
rouleau et de monter le nouveau en
procédant dans l'ordre inverse.
Conseil: Même si le rouleau tramé
est assez léger pour être soulevé par
une seule personne, il est conseillé
de toujours le manipuler à deux. Du
fait du format de la machine, le rouleau peut en effet être tellement
long qu'il n'est pas possible pour une
seule personne de tenir les deux
fusées. Saisir le rouleau par le milieu
risque d'entraîner des détériorations, car un choc quelque part est
vite arrivé.
Les rouleaux légers n'ont rien à
envier aux lourds rouleaux conven-
Les encres hybrides existent aussi en cartouches; c'est ce qu'emploie par exemple la société
Industriedruck Dresden sur sa Rapida 105 hybride
Avec des dispositifs de lavage automatique (en
haut),l'accumulation de boues dans les chambres
à racle n'est pas inévitable: il suffit d'employer
un produit de lavage hybride à émulsion stable
(en bas) Photos: Fuji Hunt DS Druckerei Service
Le rouleau tramé à corps en aluminium développé par KBA pour la tour de vernissage est tellement léger qu'aucun appareil de levage n'est nécessaire pour le changer
Mise en pratique | Avantages et conseils
tionnels en termes de robustesse;
ils contribuent en outre à économiser l'énergie quand les Rapida de
nouvelle génération tournent à
leur vitesse maximale de 18 000
feuilles à l'heure.
Produits de lavage: bonne efficacité,
faible consommation
Les produits de nettoyage hybrides
conviennent aussi bien pour éliminer les encres hybrides que
conventionnelles sur les rouleaux,
blanchets et cylindres de pression.
Pour les chimistes, le défi consiste
à surmonter des polarités opposées: les encres conventionnelles
et la fraction correspondante des
encres hybrides sont homopolaires
tandis que la fraction UV est
polaire.
La plupart des produits hybrides
reflètent l'état le plus récent de la
chimie des détergents. Ainsi, ils
favorisent l'aptitude au lavage du
caoutchouc en émulsionnant spontanément avec l'eau, la stabilité de
l'émulsion – détergent dans l'eau –
n'assurant pas seulement un nettoyage efficace pour une faible
consommation mais aussi l'absence
d'encrassement des systèmes de
lavage. Les particules d'encres et
de papier restent en suspension
dans l'émulsion qui les entraînent
lors de son évacuation, de sorte
qu'aucune boue ne peut pratiquement se former dans les conduites,
les chambres à racle et les bacs de
récupération. De façon générale,
on reconnaît aussi les bons produits
de lavage au fait que les surfaces
Circuits d'aspiration du dispositif Air Clean System
des blanchets et des rouleaux
sèchent rapidement après lavage et
sont de nouveau prêtes pour accepter l'encre et la transférer de façon
optimale, ce qui contribue à un faible taux de gâche.
Il est important que le produit de
lavage convienne aux dispositifs
automatiques que KBA monte en
standard sur ses machines hybrides. La compatibilité du produit de
lavage avec le caoutchouc (absence
de gonflement/rétrécissement) est
examinée dans le cadre de la procédure de validation, mais pas les
risques de corrosion qui, avec les
produits de lavage actuels,
devraient par principe être faibles.
Conseil: Ce qui vaut pour les encres
hybrides, est aussi valable pour les
produits de lavage: utilisez uniquement des produits validés sur la
base des tests fogra et recommandés par KBA. Ces conditions étant
remplies, respectez en outre les
recommandations des fabricants
d'encres pour ce qui concerne la
lavabilité de leurs produits avec certains produits de lavage hybrides.
Les sécheurs UV intermédiaires des machines hybride KBA Rapida sont facilement accessibles et
transférables en quelques minutes entre d'autres groupes
Photo: Kleeberg
Réception: encrassement minimum
Pour loger et configurer au choix
tous les modules de séchage de sortie pour différents modes (concept
VariDry), la double sortie rallongée
de la nouvelle Rapida 105 a été
transférée vers le haut, ce qui facilite la manipulation des modules.
De plus, du fait du nouveau parcours de la feuille, il a été possible
d'augmenter la distance entre la
rampe de poudrage et le sécheur
UV de sortie, ce qui réduit le risque
d'encrassement des réflecteurs des
émetteurs UV. Même sur les machines pouvant vernir des deux côtés,
il est ainsi possible le cas échéant
de poudrer un peu plus pour éviter
le collage en pile par effet ventouse. Normalement, en impression hybride une face, il n'est pas
utile de poudrer ou seulement très
peu, pour des effets de contraste
de brillance en vernissage sélectif
avec vernis gras et UV.
Conseil: Pour nettoyer à l'occasion les
réflecteurs, ne pas saisir les surfaces
réfléchissantes à la main, car les traces de doigts risquent de favoriser
l'accumulation rapide et durable de
poussière et de poudre.
A ce propos, il est recommandé d'opter pour le complément optionnel
que représente pour la réception le
Air Clean System (ACS). Ce système
d'aspiration supplémentaire empêche les particules de poussière et de
poudre de pénétrer dans la zone des
sécheurs, maintient la propreté des
transporteurs et des égalisateurs
latéraux et évacue les émanations
résiduelles susceptibles de se produire après l'aspiration de l'ozone
au-dessus du sécheur UV de sortie.
Sur une réception équipée d'une
ACS, le conducteur n'est gêné ni par
l'odeur d'ammoniac du vernis en dispersion ni par l'odeur typique
d'ozone provenant du séchage UV.
Energie de séchage IR:
le minimum est un plus!
Tous les imprimeurs le savent: le
papier est un matériau extrêmement sensible. Quand il absorbe
sans contrôle l'humidité de l'air
ambiant, il commence à onduler à
partir du bord ou bien, quand on
diminue son humidité, il rétrécit et
se fragilise. Dans les salles de presses du monde entier, les atmosphères ambiantes présentent des écarts
très importants de sorte que les
conditions de départ pour l'acclimatation du papier ou du carton diffèrent en conséquence.
Conseil: De manière générale, convenez avec votre fournisseur de
papiers que vous n'accepterez
aucune rame de papier sous plastique soudé: ce film risque en effet de
provoquer la formation d'eau de
condensation qui cause à son tour
des ondulations que même un
conditionnement prolongé dans
l'atelier ne pourra plus compenser.
Process 3 | 2006 55
Mise en pratique | Avantages et conseils
Le rétrécissement et le dessèchement sous l'effet du rayonnement IR
mais aussi UV firent l'objet de discussions animées lors du forum KBA
des utilisateurs d'hybride. Dans la
pratique de l'hybride en effet, on
n'active pas seulement en effet le
sécheur UV de sortie mais aussi, de
temps en temps, le sécheur IR de
sortie, qui existe sur machine
hybride même s'il est destiné en premier lieu au séchage du vernis en
dispersion en mode conventionnel.
L'absorption de la chaleur provenant
des émetteurs infrarouge favorise
certes le séchage par oxydation des
encres hybrides mais, même en cas
de forte charge d'encre, le rayonnement IR secondaire émis par les
émetteurs UV suffit souvent à l'oxydation en pile. Tant qu'on n'imprime
pas de film plastique, sensible à la
chaleur, c'est là un effet secondaire
tout à fait souhaité, car il favorise en
outre la réaction de durcissement
des encres hybrides et du vernis UV.
En présence en particulier de nombreuses ombres dans les motifs, la
quantité de chaleur absorbée est
suffisamment élevée pour l'oxydation. Un apport délibéré de rayons
IR avant le sécheur UV de sortie
liquéfierait de nouveau les encres
hybrides, ayant déjà amorcé leur
séchage, qui viendraient attaquer
par-dessous, c'est-à-dire du côté pas
encore durci, la couche de vernis
UV, avec pour conséquence la formation d'une brique. En présence
de lumières, de motifs à faible
charge ou de zones non encrées,
l'activation supplémentaire d'un
sécheur IR peut pourtant s'avérer
utile. Là aussi, le minimum est un
plus: en d'autres termes, l'émetteur
IR devrait être utilisé à sa limite inférieure de puissance.
Certains conducteurs utilisent un
hygromètre sabre pour mesurer la
part d'eau vaporisée dans l'air
emprisonné entre les feuilles des
piles du margeur et de la réception
pour, à partir de l'écart entre les
taux d'humidité, en déduire les
limites d'apport en IR. Ce n'est
pourtant qu'après une longue
durée que l'humidité relative de
l'air dans la pile de sortie se trouve
en équilibre avec celle du papier ou
du carton. Seul un conducteur très
expérimenté peut tirer des conclusions utiles de ces mesures. La
seule mesure fiable, mais non pra-
56 Process 3 | 2006
ticable sur machine, consisterait à
mesurer en absolu la teneur en
humidité du support imprimé qui
devrait être d'au moins 5 %. KBA
recommande l'emploi d'un émetteur Carbon-Twin-IR qui permet
d'obtenir le rendement maximal
par rapport à l'apport d'énergie.
Conseil: La mesure de la température en pile est toujours plus pertinente que celle de l'humidité.
Emetteurs UV:
pas plus d'énergie que nécessaire!
Tout comme l'excès de rayonnement IR est préjudiciable au support, l'excès de rayonnement UV
est nuisible au film de vernis. Lors
du pliage ultérieur, le dessèchement du film de vernis risque en
effet d'entraîner sa casse et celle de
la couche du papier sous-jacente. Il
convient donc de régler le sécheur
UV de sortie à la puissance strictement nécessaire. L'article “Quelle
est la bonne méthode d'essai?”,
page 14, traitait déjà de la fiabilité
plus ou moins grande des méthodes de contrôle du durcissement
suffisant du vernis UV. N'y figure
pas, car il n'est pas pertinent, le
mesurage de l'intensité UV avec
des bandes spéciales car, selon les
fabricants de sécheurs, elles réagissent non seulement aux rayons UV
mais aussi aux IR.
Conseil: Pour ce qui est de l'apport
d'énergie en séchage IR et UV, le
principe est le suivant: le strict
nécessaire! Des émetteurs UV trop
vieux risquent aussi d'être la cause
d'un séchage insuffisant. Les vernis
UV et les encres hybrides n'étant
pas en effet ajustés sur certaines
longueurs d'ondes; le maximum
d'intensité dans le spectre de
l'émetteur n'est donc pas nécessairement déterminant pour le rendement. Faites en sorte que votre
sécheur UV de sortie fournisse toujours un rayonnement UV-C
“jeune”, car le vieillissement de
l'émetteur risque de provoquer la
dérive des gammes d'UV. Remplacez toujours d'abord le premier
des trois émetteurs que vous décalerez vers l'arrière lors des deux
changements de lampes suivants.
C'est dans le premier émetteur que
l'essentiel du rayonnement UV-C
est nécessaire, car c'est là que le
vernis UV amorce sa polymérisation tandis que les deux émetteurs
suivants entretiennent la réaction
et assurent le durcissement à
cœur.
En cas en formulation incompatible avec l'UV, la couche du papier
risque elle aussi de se fragiliser et
de casser au pli du fait de réactions
de durcissement indésirables. La
plupart des papetiers connaissent
le problème et renseignent volontiers sur l'aptitude au séchage UV
du papier ou du carton. L'emploi
de moins de liants ou de liants plus
souples serait préjudiciable à l'imprimabilité: ce problème n'est donc
pas si simple à résoudre.
Conseil: Pour empêcher la casse au
pli, rainer par principe avant le
pliage tous les papiers d'au moins
150 g/m2. Eviter aussi les mauvais
réglages en façonnage. En cas de
support difficile, certains utilisateurs conseillent la pulvérisation
Tout comme en UV, les feuilles imprimées et vernies en procédé hybride peuvent passer
immédiatement au façonnage, sur presse de découpe Bobst SP 142-CER II par exemple comme ici
chez Leopold Verpackungen à Ludwigsburg (Allemagne)
des zones à rainer avec un mélange
eau/alcool.
Développement des odeurs:
à signaler ou tester à temps
Les liants risquent aussi d'être
cause d'une éventuelle formation
d'odeurs dans la couche du papier
sous l'action des UV. Le développement des odeurs du fait des encres
hybrides a été considérablement
réduit au cours des dernières
années et les vernis UV sont
depuis longtemps qualifiés de
“sans odeur” pour les emballages
alimentaires. Considérés isolément, le support, l'encre hybride et
le vernis UV sont chacun susceptibles de réagir de façon souhaitée
au rayonnement UV en dégageant
ou non des odeurs tolérables. La
surprise devient d'autant plus
grande quand il apparaît pourtant
des problèmes d'odeurs.
Conseil: De nombreux papetiers
sont volontiers disposés à tester des
combinaisons données supportencre-vernis de façon à éviter à l'utilisateur des surprises désagréables.
Les problèmes d'odeurs risquent en
effet de ne survenir qu'à la suite de
réactions dans le cadre d'une combinaison concrète de matières.
Conclusion: l'hybride ne représente
pas un bien grand défi
Comme lors de la première rencontre des utilisateurs d'hybride KBA
en 2003, les participants venus à la
seconde rencontre organisée en
2005 se sont clairement félicités
d'avoir choisir d'investir dans ce
procédé. Le plaisir avec lequel les
imprimeurs recherchent en permanence de possibles applications
inédites montre bien qu'ils maîtrisent le procédé et qu'ils y trouvent
l'inspiration pour de nouvelles
idées de création. Aborder l'hybride ne représente pas un bien
grand défi, car il s'agit pour l'essentiel de pouvoir poursuivre la fabrication habituelle si ce n'est qu'on
dispose de possibilités d'ennoblissement en ligne. L'éventuel dégagement d'odeurs en provenance de
la couche du papier est imputable
au même phénomène qu'en
impression purement UV, mais au
total le conducteur est confronté à
nettement moins de problèmes
qu'en tout UV.
Dieter Kleeberg
Mise en pratique | Avantages et conseils
2ème rencontre des utilisateurs d'hybride
KBA en avril 2005 à Dresde et Radebeul
Avec son équipe, Jürgen Veil, directeur du marketing offset feuilles KBA, a fortement contribué à
propulser la technologie hybride à son niveau actuel. C'est avec maestria, humour et une connaissance approfondie aussi de tous les sujets connexes qu'il a animé cette rencontre
Les nombreux travaux authentiques, avec divers effets d'ennoblissement hybrides spectaculaires,
ont tous suscité un vif intérêt auprès des participants au forum
Photo: Kleeberg
Les 280 participants ont unanimement reconnu que la technologie hybride a maintenant atteint
une telle maturité qu'elle représente, avec des caractéristiques spécifiques, une véritable alternative aisément maîtrisable au double vernissage et au tout UV
Démonstration de la facilité d'impression avec des encres hybrides, un vernis gras mat et un vernis
UV haute brillance sur une Rapida 105 six couleurs à tour de vernissage et double sortie rallongée
au show-room KBA de Radebeul
Les discussions avec les intervenants – ici des spécialistes représentant des fabricants de
sécheurs, dont KBA – ont contribué à un échange intensif d'informations et d'expériences
La démonstration avec encres hybrides sans mouillage sur KBA Rapida 74 fut impressionnante
Process 3 | 2006 57
Exemples d'applications
Des possibilités pratiquement infinies
C'est avant tout à la créativité des nombreux imprimeurs sur Rapida et des agences avec qui ils collaborent que le vernissage hybride doit surtout d'être devenu une
véritable alternative aux impressionnantes caractéristiques originales. La technologie hybride a d'abord intéressé surtout les cartonniers qui ont découvert ce procédé pour les étuis pliants, la PLV et l'impression directe sur ondulé.Les exceptionnels effet de contraste de brillance ne tardèrent pas à susciter la créativité des graphistes pour des travaux de labeur à fort ennoblissement, qui depuis s'aventurent sur de nouvelles voies, surtout pour des publicités spectaculaires. En impression
sur film plastique aussi, on recense les premières applications de l'hybride. Autre domaine: l'impression de marques de sécurité sur les emballages et les étiquettes
afin de lutter contre la contrefaçon. Il existe aussi des exemples intéressants d'extension de la technologie hybride à des machines pour UV et double vernissage.
Considérer le vernissage hybride
comme une chance
L'impression avec des encres hybrides suivie d'un vernissage UV brillant en ligne représente plus qu'un
moyen d'aborder facilement l'UV.
Comparée à d'autres procédés, elle
offre en effet certaines caractéristiques originales qui justifient d'opter délibérément pour la philosophie hybride.
Haute brillance: L'imprimeur d'hybride peut obtenir des brillants au
moins aussi intenses, à un coût nettement plus avantageux qu'en double vernissage et pratiquement
identique à celui d'une machine UV.
Contrastes de brillance: Le procédé
hybride permet d'obtenir des
contrastes entre deux types de vernis, en particulier des contrastes de
brillance entre un vernis gras mat
ou à relief (sélectif) et un vernis UV
(appliqué pleine feuille avec refus
dans les zones vernies en réserves),
et ce, avec la précision de repérage
Réaliser une forme de vernissage à
la précision de repérage de l'offset
Que les éléments de la page parviennent
sous forme de fichier image, trait ou
maquette, le motif du vernissage en réserves est généré très simplement à partir
des fichiers issus du programme de PAO
correspondant. Il peut s'agir de différents
niveaux d'un fichier Photoshop ou
Illustrator ou de divers éléments d'une
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Variété: Le vernissage hybride est
de l'offset, avec une mise en œuvre
moins lourde que sur machines à
double vernissage. Ces résultats
éclipsent les solutions de vernissage présentées comme des alternatives telles le drip-off et le twineffect, réalisées avec des vernis en
dispersion sur machines conventionnelles. Cette caractéristique
permet à l'imprimeur de se démarquer de manière originale par rapport à ses concurrents. Nombre
d'agences de publicité connaissent
ce procédé noble et polyvalent mais
peinent à trouver l'imprimerie
appropriée. L'hybride fournit là surtout des chances de conquérir de
nouveaux clients.
Lutte contre la contrefaçon: Ces
avantages du vernissage avec
contraste de brillance permettent à
KBA d’ouvrir de nouvelles niches à
ses clients d'hybride: les spécialistes de l'usine KBA de Radebeul ont
en effet mis au point un procédé
d'images latentes dans le vernis.
geable d'assurer la charge de la
page entière comme on va le voir ici avec
l'exemple d'une feuille du calendrier KBA. La
reproduction du tableau, le texte et la grille
calendaire existent sous forme de document
QuarkXPress et sont enregistrés dans un
fichier EPS (Photo 1). Sous cette forme, il est
possible d'ouvrir et de retravailler la page du
calendrier dans Adobe Photoshop comme
n'importe quel fichier image. Elle est d'abord
convertie en dégradé de gris pour pouvoir
élargir comme on le souhaite tous les tons
pertinents. La photo 2 montre comment l'infographiste compacte les hautes lumières,
les tons moyens et les ombres dans la plage
des trois quarts de tons (marquage rouge).
Avec la baguette magique (flèche rouge sur
la photo 3), il masque les parties de l'image
s'affichant en noir, les copie et les insère sous
forme de niveau dans un nouveau fichier
(photo 4). Ce sont là les éléments en réserves
où il faudra déposer du vernis gras lors du
vernissage hybride. Le vernis brillant UV,
utilisable dans presque tous les
secteurs de l'offset feuilles, y compris sur certains plastiques, papiers
métallisés et aussi les difficiles
papiers transparents, mais non
pour les étuis pliants pour l'alimentaire. Les fabricants d'encres hybrides ont certes déjà développé des
encres à faible odeur. Il ne faut
pourtant pas escompter actuellement l'absence absolue d'odeur des
encres hybrides et/ou de la combinaison encres - vernis - support. Ce
domaine reste donc le privilège de
l'UV, encore que là aussi l'émanation d'odeur ne puisse pas être
exclue en cas de séchage insuffisant des acrylates dans le vernis
UV. En impression sur plastique,
l'UV conservera sa position car les
encres hybrides n'accrochent pas
sur certains supports.
Flexibilité grâce à l’alternance des
modes: Quand il n'est pas envisa-
machine uniquement avec des travaux en hybride, l'imprimeur peut,
sans travail de conversion spécial,
rouler sur la même machine des
travaux courants avec des encres
conventionnelles et du vernis en
dispersion, sans changer les caractéristiques d'engraissement du
point. La possibilité de continuer à
employer les mêmes courbes facilite en outre l'introduction de la
technologie hybride dans l'entreprise. Aux Etats-Unis, on utilise
souvent des formulations d'encres
hybrides différentes, ce qui oblige
dans ce cas à monter des rouleaux
mixtes et des blanchets adaptés sur
les machines hybrides. Cela ne correspond pas à la philosophie
hybride prônée par KBA qui n'en
accompagne pas moins, comme
tous les autres clients, les imprimeries concernées pour réussir l'introduction du procédé hybride
dans leur entreprise.
déposé pleine feuille, ne restera accroché
que sur les zones représentées ici en
rouge. Selon que le motif du vernissage
en réserve contient encore ou non de
véritables niveaux de gris, il est possible
de le sauvegarder dans Photoshop sous
forme de dégradé de gris tramable ou
sous forme de trait bitmap. Ce fichier est
ensuite placé dans le programme de la
maquette et ainsi transféré parfaitement
en repérage dans le flux de sortie.
Exemples d'applications
Un aperçu représentatif de la gamme des produits hybrides de Hager Papprint, de Kirkel, imprimerie spécialisée dans les étuis pliants et la PLV. Depuis l'été 2005, une Rapida 105 six couleurs imprime et
vernit en hybride sur carton compact et ondulé jusqu'à 700 g/m2. Comme beaucoup d'imprimeries, cet imprimeur sarrois organisa une journée Portes ouvertes pour l'inauguration de sa machine: des produits hybrides typiques étaient présentés dans un showroom et les clients ont reçu des brochures d'information leur permettant de découvrir les possibilités créatives ouvertes par la technologie hybride
Etuis pliants et PLV:
le carton couché duplex domine
Depuis le début, la technologie
hybride est mise en œuvre avec
succès avec des cartons couchés
une face. Le support utilisé par
excellence pour étuis pliants, le
GD2 moyennement bouffant,
convient aussi pour les encres
hybrides car il fournit des brillan-
ces remarquables en vernissage
hybride. Il est plus lourd que le
GD1 très bouffant qui, en revanche, présente des couches satinées
moins fermes et se prête donc un
peu mieux au rainage, ce qui évite
une éventuelle casse de la couche
du papier vernie lors du pliage.
Les produits de luxe justifient l'emploi de carton couché haute bril-
lance (GG), dont la surface garantit
la brillance maximale du vernis. Il
n'est pas rare que les feuilles pour
étuis pliants ou PLV soient ennoblies par des gaufrages ou des marquages, ce qui suppose que le vernis UV soit particulièrement
souple et, le cas échéant, compatible avec les films.
Un quart des 250 exploitants en
hybride de machines KBA dans le
monde fabriquent en grand format
où dominent à parts égales les Rapida
142 et 162 /162 a, alors que les
Rapida 130 a et les 205 en très
grand format font encore figures
d'exceptions en configuration
hybride. La Rapida 130a sept cou-
leurs installée chez l'autrichien Wall
AG, à Graz, ne s'en tient pas à cette
singularité. Implantée en octobre
2000, il s'agit d'une machine à double vernissage, équipée aussi pour
l'emploi d'encres hybrides. Cette
dualité permet une variété d'applications plus large encore (vernissages mat, haute brillance, nacré,
métallique) exigées par les clients
qui se recrutent chez les industriels
des tabacs, de la confiserie et des
cosmétiques. Une Rapida 142 six
couleurs double vernissage d'une
configuration similaire se trouve
chez l'allemand STI, à Lauterbach,
spécialiste réputé mondialement
pour les étuis pliants et l'ondulé.
Utilisateur pilote de l'hybride, STI, de Lauterbach, exploite aussi sa Rapida 142 double vernissage
avec des encres hybrides pour imprimer par exemple des étuis pliants revêtus d'un film plastique.
Rainer Buchholz (STI, à droite) commente avec Horst Hörning (KBA) les possibilités d'application.
Photo ci-dessous:
Wall AG, de Graz, combine aussi double vernissage et technologie hybride sur sa Rapida 130a
Après plusieurs Rapida, une Rapida 142 six couleurs de 15 000 f./h devint en 2004 la première
machine hybride de Leopold, cartonnier à Ludwigsburg. De g. à dr. Marcus Weber (KBA), Jürgen
Leopold (associé gérant de Leopold Verpackungen), Michael Stürmer (KBA) et Hans-Joachim
Gonnermann (directeur du secteur Impression chez Leopold)
Process 3 | 2006 59
Exemples d'applications
Impression directe sur ondulé:
le célèbre étui à posters KBA
Etiquettes:
un terrain de jeu pour les créatifs
Depuis longtemps déjà, l'impression directe sur ondulé n'a plus
rien d'exceptionnel. L'étui à posters KBA, si apprécié sur les salons,
en est le meilleur exemple et le
plus connu. Il est fabriqué en carton microcannelure G qui se caractérise par sa très bonne qualité de
découpe et sa planéité. La cannelure G est imprimée avec un blanchet souple. Plus l'ondulé est épais
(E et F), plus le blanchet choisi doit
être compressible, ce qui implique
aussi un changement de l'habillage.
L'absence de problèmes à l'impression suppose une très bonne qualité de fabrication du top liner et
des cannelures ainsi qu'une très
bonne acclimatation du carton.
Plus encore que pour le duplex
couché une face, il importe là de
régler le sécheur UV au minimum,
car l'humidité s'échappe plus rapidement hors de l'ondulé que du
carton compact.
Souvent confrontés à une très large
palette d'idées créatives, les imprimeurs d'étiquettes ont également
vocation à employer l'hybride, avant
tout parce qu'une telle machine
permet d'alterner les modes et
d'imprimer aussi bien des papiers
bruts à surface rugueuse, à reliefs,
avec des encres conventionnelles,
que des papiers couchés haute brillance avec des encres hybrides et
un vernis UV. Un vernissage UV
spécial en aplat confère à l'étiquette une surface résistant à l'eau
et convient donc pour les étiquettes de bouteilles et de boîtes. Les
délicats contrastes mat/brillant réalisables grâce au repérage de qualité offset du vernissage sélectif par
vernis gras mat rendent particulièrement bien sur les étiquettes et
font l'objet d'une forte demande.
De plus, les étiquettes à vernis UV
souple peuvent également être gaufrées et/ou marquées.
Les étiquettes pour conserves vernies en hybride sur une Rapida 74 six couleurs sont l'une des spécialités de LitoGrafia La Nueva Latina, de Mexico
Les cartes de collection à fond réfléchissant ou à hologramme imprimées avec encres hybrides et
vernis UV, et revêtues d'un film plastique contre-collé, sont la spécialité de Mainline Printing à
Topeka, Kansas (Etats-Unis)
Photo: HoopsCollector.com
Les papiers, cartons compacts et ondulés convenant particulièrement à l'hybride
Les couchés brillant sont en règle générale les supports à retenir. Plus la couche est brillante,
plus le brillant obtenu en vernissage hybride sera élevé.Les qualités couché mat ou non couché (papiers bruts, cartons duplex, UC) sont normalement à exclure d'emblée. On considère
ensuite des critères secondaires tels la formation d'odeurs sous le rayonnement UV ou le comportement en façonnage (aptitude au rainage, à l'incision, au collage) et en ennoblissement
(aptitude au marquage,au contre-collage).Il convient en outre de toujours vérifier la compatibilité de ces opérations avec la couche de vernis UV.
En couchage à lame, la sauce de carbonate de calcium, appliquée en excès par rouleau, est
raclée à une épaisseur plus faible, séchée puis polie brillant par des brosses mobiles. La qua-
Qualité/quantité couchage brillant Désignation
Applications
à lame, une face, > 12 g/m2
à lame, une face, > 12 g/m2
à lame, une face, > 12 g/m2
à lame, une face, > 12 g/m2
à lame, une face, 18 g/m2 env.
à lame, une face, > 20 g/m2
à lame, une face, > 20 g/m2
chrome, une face, > 24 g/m2
chrome, une face, > 24 g/m2
chrome, une face, > 24 g/m2
rouleaux, deux faces, 5 à 20 g/m2
rouleaux, deux faces, 5 à 20 g/m2
Etuis pliants/PLV
Etuis pliants/PLV
Etuis pliants/PLV
Etuis pliants/PLV
Etuis pliants/PLV, labeur
Labeur, étiquettes
Etuis pliants/PLV
Etuis pliants/PLV
Labeur, étiquettes
Etuis pliants/PLV
Labeur, albums
Labeur, albums
Carton duplex GD1, à partir de 1,45 cm3/g
Carton duplex GD2, 1,3 à 1,45 cm3/g
Carton duplex GD3, jusqu'à 1,3 cm3/g
Carton triplex GT1, GT2, GT3
Carton GC1, GC2, GC3
Papier couché chrome
Carton cellulose couché (GZ)
Carton couché chrome superbrillant (GG1,GG2)
Papier haute brillance non satiné
Carton couché superbrillant (GGZ)
Papier surglacé
Papier glacé
Type de cannelure
Pas
Nombre
Epaisseur
E (standard)
F
G
N
O
3,0 à 3,5 mm
2,4 mm (usuel)
1,8 mm (usuel)
< 1,7 mm
1,4 mm env.
283 à 333/m
415/m (usuel)
555/m (usuel)
> 600/m
700/m env.
1,0 à 1,8 mm
0,75 mm (usuel)
0,55 mm (usuel)
0,5 à 0,55 mm
0,3 mm
60 Process 3 | 2006
lité de brillant maximale est obtenue par
couchage chrome superbrillant au cours
duquel la sauce reçoit son brillant d'un
cylindre chromé, poli glacé, et chauffé.
Selon la couche, le couchage par rouleaux
des papiers glacé et surglacé est effectué
dans la machine à papier ou hors ligne. Le
carton couché une face est un carton
duplex composé d'une part d'une couverture (support de la couche) contenant peu
ou pas de bois et d'autre part d'une couche
centrale, très bouffante, renfermant des
fibres de recyclage et un substrat (généralement le dos,restant non imprimé),la couverture comportant généralement une
couche sous-jacente supplémentaire
empêchant les fibres foncées de transparaître. Le carton triplex présente trois parts de
fibres différentes dans la couverture,la couche centrale et le substrat, toutes sans
fibres de recyclage. Le carton et le papier
chrome reposent sur des qualités pigmentées blanc.
Après impression en hybride, le carton
duplex couché chrome peut aussi être utilisé pour être affiché sur carton compact ou
ondulé d'épaisseur quelconque. Compte
tenu de la flexibilité nécessaire, l'ondulé
pour impression directe ne peut comporter
qu'une microcannelure et devrait, pour
l'impression hybride, être revêtu d'un top
liner (couverture couchée une face) d'environ 200 g/m2.
L'étui à posters KBA, exemple le plus célèbre
d'impression directe à vernissage hybride sur
ondulé
Exemples d'applications
La première machine offset feuilles moyen format de 13 groupes au monde, la Rapida 105 installée en 2001 chez Ultra Litho à Johannesburg: 1, dispositif bobine-feuille mobile; 2 et 6, cinq groupes pour encres conventionnelles ou hybrides; 3 et 7, tour de vernissage pour vernis en dispersion
ou UV; 4, tour de séchage intermédiaire à sécheurs IR/air chaud/UV; 5, retournement; 8, double sortie rallongée à sécheur IR et air chaud; 9, séchage UV de sortie dans la réception
Labeur: publicité spectaculaire
Depuis longtemps, le vernissage
sélectif brillant est un instrument
créatif souvent employé sur imprimés publicitaires spectaculaires,
albums, couvertures de livres,
calendriers et rapports d'activité
pour faire ressortir les images,
logos et slogans. Le vernissage
hybride s'enrichit maintenant d'effets de contraste mat/brillant et
brillant/grainé. Avec son calendrier
KBA 2005 (voir images et description à l'article “Modes de vernissage en ligne”, page 32 ), Koenig &
Bauer a montré avec éclat combien
les effets de contraste brillant/
grainé restituaient les impressions
visuelle et tactile du relief des
coups de pinceau et de la toile. Un
résultat d'une telle plasticité, en
repérage de précision offset, n'aurait pas pu être obtenu pour des
coûts de formes de vernissage aussi
faibles et avec un temps de calage
aussi réduit sur une machine à double vernissage!
C'est de ce vernissage spectaculaire
que l'imprimerie suisse Hallwag
Druckerei AG (BHD), de Wabern
près de Berne, déjà bien connue
pour ses imprimés haut de gamme,
aimerait aussi se faire une spécialité. Martin Brawand, son directeur,
a rejeté très tôt l'option “machine
longue” au profit d'une Rapida 105
six couleurs en configuration
hybride standard.
Depuis début 2005, l'italien PressR3
d'Almenno San Bartolomeo exploite
Industriedruck Dresden imprime chaque semaine, sous une énorme pression des délais, des couvertures de magazines à fort tirage vernies en haute brillance (ci-dessus). – Les étuis pharmaceutiques sont le fer de lance d'Eldruk de Varsovie, un des trois utilisateurs polonais d'hybride, qui
fabrique aussi sur Rapida 105 universal des couvertures de magazines à vernissage sophistiqué
réalisé en hybride (ci-dessous)
une Rapida 105 six couleurs, fortement automatisée, en configuration
hybride, pour imprimer des plaquettes publicitaires, albums, posters, PLV (aussi sur ondulé) et des
sacs pour produits de luxe. Pour
cette machine, le positionnement
sur le marché ne se fait manifestement pas par la spécialisation en
labeur ou en cartonnages mais prioritairement par le fort ennoblissement des produits.
Impression de magazines: des couvertures particulièrement attrayantes
Comme en emballage, la concurrence entre visuels fait rage aussi
dans les linéaires des points de
vente presse. Les couvertures vernies en haute brillance constituent
donc une excellente niche à fort
potentiel de croissance. Pour ceux
qui souhaiteraient suivre la voie de
l'allemand Industriedruck Dresden
qui imprime des couvertures pour
des magazines à grand tirage (Gala
par ex.) sur sa Rapida 105 installée
fin 2004, une machine hybride de
la génération des 18 000 f./h représente le choix optimal par rapport à
une machine UV qui ne peut imprimer qu'en UV.
Fin 2001, la célèbre imprimerie
sud-africaine Ultra Litho de
Johannesburg mettait en service la
première machine offset feuilles
moyen format de 13 groupes au
monde. Cette Rapida 105 peut
imprimer aussi bien dix couleurs
plus vernis en ligne que cinq cou-
leurs avec vernis en recto/verso.
Cette configuration imaginée par
Hans Kieslich, directeur de production de UL, impliquait de sécher
suffisamment le verso, verni par
vernis en dispersion sur encres
conventionnelles ou par vernis UV
sur encres hybrides, avant de passer à l'impression du recto. Une
tour de séchage intermédiaire à
sécheurs IR/air chaud et UV a donc
été intégrée avant le retournement. Ultra Litho fabrique ainsi
des couvertures pour des rapports
d'activités ou des magazines; et
quand une couverture doit être
vernie en haute brillance à l'extérieur et en mat à l'intérieur, avec
un vernis en dispersion de surimpression pour s'harmoniser aux
pages intérieures, elle emploie, au
cours d'un même passage, à la fois
des encres conventionnelles et des
encres hybrides.
Grafica Artistica Meridionale s.r.l. (GAM) de
Roccapiemonte, près de Salerne, fabrique des
plaquettes publicitaires à vernissage sophistiqué en hybride pour un fabricant de conserves
d'Italie du Sud qui commercialise ainsi avec
succès des spécialités régionales. Et, dans la
foulée, GAM imprime aussi en hybride et en
double vernissage les près de 18 000 types
d'étiquettes pour les bocaux et les boîtes
Process 3 | 2006 61
Exemples d'applications
Impression sur plastique:
des films sélectionnés
En impression sur film plastique, il
existe déjà des expériences positives avec le polypropylène et le
polystyrène. C'est ainsi que Ultraprint Impressora de São Paulo
exploite deux Rapida 105 et une
Rapida 74 en mode alterné avec des
encres hybrides et du vernis UV sur
des films plastique, et aussi avec
des encres conventionnelles et du
vernis en dispersion sur papier et
carton. Cette imprimerie brésilienne de labeur fabrique entre
autres des produits promotionnels
(cartes plastiques et pendentifs
ajoutés au produit dans les sacs et
les étuis). L'américaine Ivy Hill
Packaging de Louisville (Kentucky)
pratique elle aussi la technologie
hybride avec une Rapida 142 six
couleurs sur différents films plastique, étant toutefois entendu qu'aux
Etats-Unis la formulation des
encres hybrides se rapproche généralement plus de l'UV.
Pour le PVC, au niveau actuel du
développement, ni les encres
hybrides ni les vernis qui peuvent
leur être associés ne conviennent.
Les fabricants d'encres ne recherchent pas non plus l'imprimabilité
sur PVC puisqu'il existe à cet effet
des encres purement UV. Dans ce
contexte, l'allemand berle:druck,
de Kaarst, a choisi de s'engager sur
la voie de la flexibilité. Sa Rapida
74 cinq couleurs à dispositif de
vernissage est dotée d’un équipement mixte et UV pour imprimer
non seulement des encres UV au
dos de films lenticulaires mais
aussi avec des encres hybrides et
conventionnelles.
La Rapida 130a de l'américain Curtis
Packaging de Sandy Hook (Connecticut) représente une solution intéressante du nom de Curt-CHROME.
Une pré-impression en ligne par vernis métallique simule un revêtement métallique du film plastique
ou du carton et crée un fond approprié pour imprimer ensuite jusqu'à
huit couleurs en hybride qui seront
ensuite vernies.
Nombre d'utilisateurs d'hybride
ont fait état de bons résultats dans
l'impression et le vernissage de
supports effectivement métallisés
(films de plastique aluminisé ou
papiers revêtus d'un film métallique). L'impression de films à effets
métalliques constitue un secteur
particulier. Il s'agit ici de films
microgaufrés pour hologramme ou
réfléchissants, susceptibles d'être
personnalisés. Mainline Printing,
imprimeur américain de travaux
labeur et d'étiquettes à Topeka
Impératifs particuliers relatifs aux vernis
De nombreux exemples cités à la 2ème rencontre des utilisateurs d'hybride KBA ont amené
à débattre aussi des impératifs particuliers auxquels doivent satisfaire les vernis. Il ne suffit pas en effet que le vernis UV soit compatible avec la gamme d'encres hybrides.Le vernis
gras employé pour les effets de contraste de brillance doit être imprimé de façon à ne pas
déborder du motif sélectionné sur le support blanc, car le rayonnement UV du sécheur de
sortie favorise son jaunissement. Les vernis gras non jaunissants ne conservent cette propriété qu'en cas de séchage par oxydation. Il faudra encore quelque temps aux fabricants
pour développer une formulation de vernis gras résistant aux UV.Certains utilisateurs d'hybride férus d'expérimentation ont rapporté avoir trouvé des mélanges résistant au jaunissement.
Une fois sec,le vernis UV est sensible à la chaleur qui fragilise le film de vernis.Il convient en
particulier d'éviter les collages ultérieurs par hotmelt: les réserves ne résolvent pas le problème car,dans ce cas en effet,l'ensemble de l'étui est ensuite exposé à la source de chaleur.
Les imprimeurs d'étiquettes pour boissons s'intéressent eux surtout à la résistance à l'eau
des vernis UV. Ne sont vraiment lavables que des vernis spéciaux dont il conviendrait de
vérifier la compatibilité avec les encres hybrides vernies. Il existe en outre des vernis spéciaux imprimables avec une encre offset. Les vernis UV normaux ne seraient imprimables
qu'en sérigraphie avec des encres à solvants.
Le vernis métallique à l'eau est-il compatible avec le vernis UV? Les fabricants de sécheurs
alertent sur des réflexions sur des particules de métal: le vernis UV recevrait alors une
quantité de rayonnement UV-C beaucoup trop faible.On aurait cependant des expériences
positives avec l'or.La solution de rechange qui cause moins de problèmes consiste à travailler avec des pigments nacrés et non pas métalliques.En Amérique au moins,Eckart propose
la gamme d'encres hybrides MetalStar vernissable en UV.Sans oublier,que par principe,les
machines hybrides permettent bien sûr aussi de déposer du vernis aqueux à effet métallique sur des encres conventionnelles.
62 Process 3 | 2006
(Kansas), en a fait sa spécialité et
compte aujourd'hui parmi les leaders de memorabilia, cartes à collectionner portant l'image de
vedettes du sport. Pour ce marché
en croissance, Mainline Printing
fabrique ces cartes, avec leurs étuis
de prestige, sur deux machines
Rapida 105 universal. KBA a
apporté son aide intensive pour
surmonter tous les obstacles techniques liés à l'impression de
jusqu'à dix encres hybrides suivies
de vernis UV sur le fond métallique
des images. Avant l'impression, les
films à effet sont laminés sans support intermédiaire sur substrat carton ou plastique suivant un procédé breveté de l'imprimerie.
Comme c'est souvent le cas pour
les cartes, après l'impression, un
film transparent est contre-collé
sur le vernis UV. Une feuille moyen
format permet la découpe d'environ 100 cartes.
Impression de sécurité: images
latentes cachées dans le vernis
L'un des principaux sujets du 9ème
symposium de Mayr-Melnhof Karton (MMK) organisé en novembre
2004 chez KBA à Radebeul fut la
“protection des marques par l'ennoblissement du produit”. Parmi les
procédés présentés, deux portaient
sur les “images latentes” (CIT,
“Concealed Image Technologies”).
Le procédé de l'israélien StarBoard
Technologies, de Or Akiva, exploite
la possibilité d'insérer dans des tramés homogènes des images cryptées en 2D et 3D qui ne pourront
Au Brésil, Ultraprint Impressora maîtrise l'impression sur films plastique et sur papier avec
ses trois Rapida hybrides
être rendues visibles qu'au moyen
de la “serrure” correspondante,
c'est-à-dire d'une lentille de décodage fabriquée pour ce codage spécifique. L'autre procédé, développé
par Jürgen Veil, directeur du marketing offset feuilles KBA, et son
équipe de technologues, révolutionne les images latentes. Pour la
première fois, il permet de les
cacher aussi dans des aplats et non
plus seulement dans des tramés, et
donc aussi sur des emballages
imprimés en aplat avec des couleurs primaires ou un ton direct. Ce
progrès a été rendu possible par la
formation de contrastes entre des
vernis de transparences différentes. Ce procédé de protection
contre la contrefaçon est également applicable sur machines
hybrides.
Dieter Kleeberg
Jusqu'ici, les images latentes destinées à empêcher la contrefaçon des emballages ne pouvaient
être placées que dans des tramés (en haut, à droite). Grâce à un procédé développé par KBA, il a
été possible pour la première fois, par contraste dans les couches de vernis, d'insérer une image
cachée dans un aplat noir sur un emballage de cosmétique
KBA Process
est une publication à parution irrégulière destinée à fournir un bilan
détaillé et proche de la pratique de l'état actuel et des perspectives de
développement de technologies innovantes. Elle se propose d'aider ainsi
ses lecteurs dans leurs décisions stratégiques pour leur entreprise.
Koenig & Bauer AG, Würzburg
Friedrich-Koenig-Straße 4
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Déjà parus:
“KBA Process”
“KBA Process”
N° 1 “Impression offset directement sur ondulé”
(1/2002).
N° 2 “Sans mouillage et sans vis” (2005).
Editeur:
Groupe Koenig & Bauer
(www.kba-print.de)
Rédaction:
Jürgen Veil
Klaus Schmidt
Dieter Kleeberg
(directeur du marketing offset feuilles, responsable
du contenu, veil@kba-planeta.de)
(directeur général du marketing,
klaus.schmidt@kba-print.de)
(Kleeberg & Stein, journaliste spécialisé/relations
publiques industries graphiques,
kleeberg.stein@t-online.de)
Auteurs:
Simon Bornfleth (Day International/Varn Products)
Detlef Braun
(Druck & Beratung/EWPA)
Georg Fritz
(Day International/Varn Products)
Dieter Kleeberg (Kleeberg & Stein)
Dr. Bernhard Küter (Berufsgenossenschaft Druck und Papierverarbeitung)
Norbert Lenzgeiger(Epple)
Dr. Axel Mayer
(Berufsgenossenschaft Druck und Papierverarbeitung)
Dr. Wolfgang Rauh (fogra)
Dr. Roland Reichenberger (KBA)
Alexander Schiller (fogra)
Albert Uhlemayr (VEGRA)
Jürgen Veil
(KBA)
Christoph Weinert (Schneidersöhne)
Maquette:
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Process 3 | 2006 63
People & Print
Technologie hybride KBA
De brillantes économies
KBA.P.326 f
Réalisez des économies grâce à la technologie hybride de KBA : encombrement
et coûts réduits de 20% par rapport à une machine double vernis comparable,
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Koenig & Bauer AG, Usine de Radebeul près de Dresde
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