Accueil Recherche | Plan Technique | Liens | Actualités | Formation | Emploi | Forums | Base
logo CERIG NOTE TECHNIQUE cerig.efpg.inpg.fr 
Vous êtes ici : Accueil > Technique > Consommables et papier > Les dépôts sur blanchets des rotatives de presse           Révision : 27 mars 2007
Visitez le site Web de l'EFPG Les dépôts sur blanchets des rotatives de presse

Anne Blayo, Bernard Pineaux
(Mars 2007)

Article rédigé par Laurent Favier et paru dans "Papiers de Presse Informations"
n°2091 de Décembre 2006, www.cfpp-sppp.fr
 
Note précédenteListe des notesNote suivante

Les dépôts sur blanchets sont des incidents survenant au cours de l'impression et ayant des origines différentes. Ils peuvent altérer la qualité de l'impression et avoir un impact sur la productivité. Deux types de dépôts doivent être distingués :
- Les dépôts directs de matières provenant de matériaux utilisés pour l'impression : montées en épaisseur d'encre, dépôts de fibres (peluchage) et de particules papetières (poussiérage).
- Les dépôts de corps étrangers issus des interactions entre les matières : précipités (sel, savons).
Pour résoudre ces difficultés, un diagnostic doit être réalisé afin de caractériser le dépôt constaté. Puis ce dernier est analysé selon la méthode des 5M. Des solutions sont ensuite définies afin de limiter voire d'éviter ces dépôts sur blanchets.

Diagnostic du dépôt constaté, mode d'investigation

En savoir plus...


 

Pour caractériser le dépôt en temps réel, il est tout d'abord nécessaire de répondre aux questions suivantes :

    À quelle fréquence le dépôt apparaît-il ?
  Quand survient-il : lors des redémarrages ? Après un certain nombre de tours ? Lorsque la vitesse augmente ? Après un changement de bobines ?
  Où se manifeste-t-il : Sur le blanchet uniquement ? Sur le blanchet + la plaque ? Sur le blanchet + la plaque + les rouleaux ?
  Quel aspect ce dépôt présente-t-il : est-il... blanc ? De la couleur de l'encre ? Gras ? Étendu ou localisé ?
  Affecte-t-il le rendu d'impression ? Y-a-t-il... disparition d'image ? Élargissement du point de trame ? Des traces ? Des aplats irréguliers ?

Ensuite, un échantillon du dépôt doit être prélevé.
N.B. : il faut tenir compte du risque de traces d'éléments étrangers au dépôt proprement dit : fragments de blanchet prélevés avec le dépôt, produits de lavage, etc.
Ce prélèvement permet de vérifier :

    Le taux de cendres : il s'agit du rapport entre la masse de cendres issues de la combustion du dépôt et la masse initiale du dépôt. Ce taux permet de caractériser la proportion de fibres dans un dépôt.
  Le spectre infrarouge : ses pics d'absorption permettent de repérer certains composants présents dans le dépôt. En revanche, ils ne donnent aucune indication sur les quantités en présence de chacun de ces composants.
  L'analyse élémentaire : elle permet de déterminer très précisément la proportion de tel ou tel atome dans le dépôt prélevé.

Une fois ces vérifications faites, le dépôt peut être identifié :

    Cas n°1 : Peluchage / Poussiérage / Montée en épaisseur [Figure 1]
  Cas n°2 : Précipité [Figure 2]
Dépôt sur blanchet : peluchage Dépôt sur blanchet : poussiérage Dépôt sur blanchet : montée en épaisseur
Figure 1 - Peluchage, poussiérage, montée en épaisseur (Source : M. Bohan et al.)
Dépôt sur blanchet : précipité
Figure 2. Précipité

Analyse de l'origine du dépôt selon la méthode des 5M

Le diagramme de cause à effet [Figure 3] présente l'analyse du dépôt suivant la méthode des 5M :

Diagramme de la méthode des 5M
Figure 3 - Diagramme de la méthode des 5M

1 - La matière

Différentes matières peuvent être potentiellement responsables du dépôt, à savoir : le papier, l'encre, la solution de mouillage ou, plus rarement, des fragments d'élastomère.

1-1 - Le papier
Les paramètres du papier susceptibles d'avoir une incidence sur la formation du dépôt, sont sa composition :

    le type de pâte : pâte mécanique, thermo-mécanique, pâte recyclée (FCR).
  Le taux de charges : 0 à 15% (suivant le taux de FCR).
  La présence de fines.

ses caractéristiques générales :

    Grammage : 30 à 60 g/m2
  Épaisseur : 60 à 80 µm
  Main : 1,5 à 1,7 cm3/g
  Rugosité importante : 40 à 80 lissé Bekk
  Opacité : 90-95 %

ainsi que les traitements de surface (collage en surface, surfaçage, calandrage) que le papier a éventuellement subis.

Fibres de papier journal Fibres de papier journal
Figure 4 - Vues au microscope de fibres de papier journal
 
Particules de carbonate de calcium Particules de carbonate de calcium
Figure 5 - Vues au microscope de particules de carbonate de calcium

Cas n°1 : Dépôt de type peluchage ou poussiérage
Au niveau du papier, la cause est en général une faiblesse de la cohésion superficielle des fibres et des autres éléments fins.

Cas n°2 : Dépôt de type précipité
Ce cas est plus délicat que le précédent. Le dépôt est dû à la possible présence dans le papier de charges minérales. A certaine valeurs de pH de la solution de mouillage, ces composés minéraux vont se solubiliser puis précipiter sur les blanchets sous forme de sels. Parallèlement, l'équilibre eau/encre et les transferts d'encre seront perturbés [Figure 6].

Solubilité du carbonate de calcium en fonction du pH
Figure 6 - Schéma de la solubilité du carbonate de calcium en fonction du pH

1-2 - L'encre
Le type d'encre (encre coldset, encre végétale) utilisé ainsi que sa composition peuvent également être à l'origine de dépôts sur blanchets.
Composition des encres coldset :

    Pigment : 20 %
  Huile minérale (0,9 Pa.s) : 38 %
  Vernis : 35 % (vernis contenant une proportion de résine qui dépend du degré de résistance aux frottements désiré)
  Solvant aliphatique : 5 %
  Additifs : 2 %

Composition des encres végétales :

    Pigment : 18 %
  Vernis : 50 % (résine phénolique, dans un mélange alkyde “gélifié” et huile de soja)
  Huile de soja raffinée : 30 %
  Additifs : 2 %

Cas n°1 : Peluchage, poussiérage, montée en épaisseur
Les propriétés intervenant sont en particulier le tack de l'encre, son comportement rhéologique en présence de solution de mouillage, la qualité de broyage des pigments [Figure 7].

Tack (encre trop tirante)
Figure 7 - Tack (encre trop tirante) : il dépend de la vitesse,
de l'épaisseur du film, des propriétés du liquide et de la
température. Risque = arrachage d'éléments fins du papier

Cas n°2 : Le précipité - le rôle du pigment Magenta
Le pigment Magenta peut contenir du calcium sous forme d'ion (Ca2+) en général associé à un groupement carboxyle (C00-).

    En milieu acide (pH < 4,5), le calcium se dissout dans la solution de mouillage, augmente sa dureté, ce qui favorise les risques de précipités.
  En milieu moins acide (pH > 4,5), le calcium se dissout beaucoup moins dans la solution de mouillage et les risques de précipités sont moindres.

La dispersion du pigment dans l'encre conditionne la facilité avec laquelle la solution de mouillage peut l'atteindre, et donc le dissoudre. De plus, un pigment mal "lavé" par le fournisseur lors de sa préparation peut contenir du calcium libre, plus facilement détaché lors de ses interactions avec d'autres ingrédients.
Les effets possibles de la présence de calcium dans le pigment Magenta sont identiques aux effets induits par la présence de calcium dans certains papiers. L'effet direct est la précipitation de sels de calcium sur le blanchet. Indirectement, il peut se produire soit des réactions avec la solution de mouillage (augmentation du pH et perturbation de l'équilibre eau-encre), soit des réaction avec les acides gras des encres (surtout du Magenta). Des formations de savons peuvent également perturber le transfert d'encre.

1-3 - La solution de mouillage
La solution de mouillage permet d'humidifier rapidement et uniformément les zones non imprimantes de la plaque pour empêcher l'encre d'y adhérer. Elle s'émulsionne dans l'encre pour rendre son transfert possible. Elle lubrifie les zones non imprimantes de la plaque et les protège de l'oxydation. De plus, étant réfrigérée, elle contribue au refroidissement de l'émulsion, à l'évacuation de certaines particules (résidus d'encre, fibres, poussières,...) et  la lubrification des rouleaux et du blanchet.
La solution de mouillage est composée d'eau éventuellement traitée et d'additif concentré (2 à 3 %) généralement acide en Europe.

Importance de la solution de mouillage au niveau du blanchet
La solution de mouillage s'émulsionne dans l'encre et c'est cette émulsion qui est transférée de la plaque au blanchet, puis du blanchet au papier. La solution de mouillage est donc présente, au niveau du blanchet sur les zones images et les zones non images. Un émulsionnement inadapté posera des problèmes de transfert et donc, des risques de dépôt. Les ingrédients présents dans la solution peuvent eux-mêmes générer des dépôts, directement ou indirectement [Figures 8, 9 et 10].

Transfert d'émulsion
Figure 8 - Transfert d'émulsion
Transfert d'émulsion
Figure 9 - Transfert d'émulsion
Transfert d'émulsion
Figure 10 - Transfert d'émulsion

Le pH de la solution de mouillage est important au niveau du blanchet. Trop acide (< 4,5), il réduit l'émulsionnement, modifie les transferts et peut dissoudre le calcium présent dans l'encre Magenta ou, éventuellement, dans le papier. Pas assez acide (> 5,5), il augment l'émulsionnement, modifie les propriétés rhéologiques de l'émulsion et perturbe le transfert (gouttes plus larges).
La dureté de la solution de mouillage correspond à la quantité totale d'ions calcium et magnésium en solution. Ils peuvent provenir de l'eau d'alimentation, du pigment Magenta et des traces de charges minérales éventuellement contenues dans le papier.
Une solution douce aura pour effet un sur-émulsionnement tandis qu'une solution dure se traduira par une augmentation du pH, des réactions avec l'encre (formation de savon) et des précipitations.

Importance de la température de la solution de mouillage
Si la température de la solution de mouillage est trop basse, le tack de l'émulsion augmente. Si elle est trop élevée, sa viscosité diminue et son émulsionnement augmente. Il faut noter que la température peut être affectée par les réglages de la presse.

1-4 - Le blanchet
Le blanchet n'est que très rarement la cause principale du dépôt. Cependant, une interaction peut se produire avec le papier, l'encre ou la solution de mouillage.

Cas n°1 : Peluchage, poussiérage.
Un problème avec la solution de nettoyage du blanchet peut le rendre trop "tirant". L'état de surface du blanchet peut également avoir une incidence sur le poussiérage.

Cas n°2 : Précipité
Dans ce cas, ce sont les propriétés physico-chimiques de surface du blanchet ou son état de surface qui sont en jeu.

2 - La méthode

Les deux principes fondamentaux sont d'apporter le moins de matière possible sur le blanchet et de le nettoyer régulièrement.

2-1 - Apporter le moins de matière possible sur le blanchet
C'est le principe de la limite de sèche : une condition nécessaire de reproduction optimale d'un point de trame est d'utiliser une émulsion la plus fine possible, le minimum de solution de mouillage nécessaire pour "dégraisser" la plaque et donc le minimum d'encre nécessaire pour atteindre la densité souhaitée. Pour travailler en limite de sèche sur une unité d'impression, il faut théoriquement :

    Régler le profil d'encrage.
  Baisser le mouillage jusqu'à voir apparaître un début de graissage en bords de plaque.
  Remonter le mouillage de 5 %.
  Mesurer les densités d'aplats ainsi obtenues.
  Baisser l'encrage si nécessaire pour atteindre la densité d'aplat souhaitée.

2-2 - Nettoyer le blanchet
Il est important de nettoyer le blanchet le plus régulièrement possible. La solution idéale est le nettoyage par laveurs automatiques, à chaque changement de bobine ou systématiquement tous les X tours.

3 - La machine

La vitesse modifie les propriétés rhéologiques (viscosité et tack) des encres et influence ainsi la formation de dépôt.

4 - Le milieu

Par le milieu, on entend la température, l'humidité et la qualité de l'atmosphère.

Cas n°1 : Peluchage, poussiérage, montée en épaisseur
La température influence les propriétés de l'encre et de la solution de mouillage.
De son côté, l'humidité a une incidence sur les propriétés des papiers et peut entraîner une fragilité superficielle du papier.
La qualité de l'atmosphère environnante peut se traduire par la présence de poussières.

Cas n°2 : Le précipité
Dans ce cas, il s'agit de l'influence de la température sur les équilibres chimiques.

Solutions : quelques pistes

Prévenir le dépôt par aspiration des poussières de papier en entrée de rotative.
Réaliser des tests sur les matériaux : papier, encre [Figure 11], solution de mouillage.

Évaluation du degré de broyage des pigments
Figure 11 - Évaluation du degré
de broyage des pigments

Mesurer le dépôt sur rotative : par profilométrie sur le blanchet pour évaluer la quantité de dépôt [Figure 12], ou par mesures ultrasonores sur une zone de pincement.

Test par profilométrie
Figure 12 - Test par profilométrie
(Source : M. Bohan et al.)

Bibliographie

BOHAN M., LIND J. Quantification of piling. TAGA Proceedings, 2005, p.222-237
BOHAN M., CATHIE E., FERRARI L. Manual and analytical assessment of piling. TAGA Proceedings, 2006, p.332-344
REINIUS H., MATTILA U., HELLEN E. et al. A new tool for monitoring the formation of build-up on-line in HSVO. IARIGAI Conference, Leipzig, 10-13 sept. 2006

Note précédente
Note précédente Liste des notes Page technique  Note suivante 
 
Accueil | Technique | Liens | Actualités | Formation | Emploi | Forums | Base
 
Copyright © CERIG/EFPG 1996-2007
Mise en page : A. Pandolfi