Brevet FR2581097A1 — publié le 19861031

PROCEDE ET MACHINE DE FABRICATION D'UN SUPPORT, COMME DU PAPIER OU DU CARTON COUCHE" L'invention a pour objet un procédé et une machine de fabrication d'un support couché, le terme de support étant entendu ici au sens large de surface mince à base de fibres cellulosiques, comme du papier, carton ou analogue mais aussi au sens de feuille homogène ou non homogène en fibres naturelles et/ou synthétiques avec ou sans ajout de matière plastique. L'invention s'applique également aux supports minces du type connu sous le nom de Xnon-tissés" et qui ont, dans certaines réalisations, un aspect semblable à celui du papier. Les supports d'impression du type papier couché existent actuellement en de très nombreuses qualités et sont fabriqués industriellement par de nombreux procédés dont une caractéristique commune est celle de nécessiter des machines et/ou des installations importantes pour leur mise en oeuvre, de sorte que de telles machines et/ou installations ne sont économiquement rentables que pour la fabrication de grandes séries ou de tonnages importants d'un type de papier couché donné.En effet, tout changement de fabrication implique généralement le nettoyage complet de l'installation, - laquelle peut comporter des machines de plusieurs mètres de haut, et de plusieurs dizaines de mètres de long -, puis le réglage desdites machines pour les adapter au nouveau produit envisagé, de sorte que la fabrication de faibles tonnages ou de petites séries est, non seulement! très difficile à réaliser mais également d'un coût proh-ibitif. En outre, les machines ou installations connues ne permettent pas l'obtention, de manière simple, de papiers ou de cartons couchés colorés ou teintés. C'est, d'une manière générale, un but de l'invention de fournir un procédé et une machine pour sa mise en oeuvre qui pallient ces inconvénients. C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un procédé et une machine pour sa mise en oeuvre qui permettent, de façon simple, d'obtenir des supports comme des papiers ou cartons couchés différant entre eux par leur main, leur couleur ou tout autre caractéristique d'aspect souhaitée par les techniques modernes d'impression, de décor et/ou d'emballage. Un procédé selon l'invention, pour la fabrication d'un support couché, à partir d'un support usuel, est caractérisé en ce que l'on applique, sur au moins une face dudit support et avantageusement par les techniques de l'impression offset, au moins un vernis ou analogue du type offset,chargé ou non chargé, en ce que l'on dépose le cas échéant sur ledit vernis ou analogue et avantageusement par projection une poudre ou un mélange de poudres, comme une poudre de matière plastique thermofusible, un agent gonflant, un pigment, etc., en ce que l'on provoque une transformation physico-chimique,par exemple, une polymérisation dudit vernis ou analogue chargé ou non chargé ainsi qu'une transformation physique et/ou chimique de la ou des poudres déposées pour l'obtention d'un couchage, et en ce que l'on effectue, le cas échéant, un laminage dudit dépôt soit au cours, soit après ladite transformation physico-chimique qui peut être conduite en une ou plusieurs étapes. L'épaisseur de la couche de vernis ou analogue peut être de l'ordre de quelques microns à une dizaine de microns. Les charges sont incluses dans une proportion al- lant jusqu'à 25% en poids du vernis. Dans une réalisation avantageuse, on enlève par aspiration et/ou soufflage les particules de poudre(s) en excès préalablement aux opérations de transformation du ver ni's et/ou des dites poudres. Dans une forme de réalisation, la transformation physico-chimique du vernis ou analogue est une polymérisation ou une réticulation qui est effectuée en deux étapes et le laminage ou calendrage du dépôt a lieu à la suite des deux dites étapes. Selon une réalisation préférée, la transformation physico-chimique du vernis ou analogue, chargé ou non chargé, est effectuée à l'aide d'un rayonnement infrarouge et/ou ultra-violet. Ce sont les mêmes moyens qui sont mis en oeuvre pour la transformation physique et/ou chimique de la ou des poudres. Dans une réalisation avantageuse, le produit de type vernis ou analogue rapporté par les techniques de l'impression offset sur au moins une face du support est un polyester acrylé comportant des oligomères, des prépolymères et des polymères, l'ensemble de ces constituants étant réticulable au rayonnement U.V., avec ou sans absorbeur ou photo-initiateur. Dans une autre forme de réalisation, également avantageuse, le produit rapporté par les techniques de l'impression offset est un organosol, chargé ou non chargé, c'est-à-dire une solution de PVC, chargée ou non chargée, plus ou moins plastifiée et stabilisée à la lumière et à la chaleur. Dans une réalisation mettant en oeuvre des produits de ce type,l'application d'un organosol de 30 à 50% d'extrait sec est suivie de deux passages en étuves ventilées, le premier destiné à évaporer la quasi totalité des solvants et le suivant à achever de rendre le dépôt filmogène. Dans une telle réalisation, en outre, l'étape de laminage ou de calendrage peut être omise. On obtient, à l'aide du procédé selon l'invention, des supports comme des papiers et/ou des cartons et/ou des produits analogues présentant sur au moins une de leur face un couchage déterminé par la nature du produit amené par offset, c'est-d-dire par procédé report et dont l'épaisseur peut être déterminée à volonté par la densité de la projection des poudres en fonction des desiderata de la pratique. L'aspect de surface est avantageusement donné par laminage ou calendrage. A cet aspect de surface contribuent aussi les ingrédients neutres ajoutés aux poudres, comme du talc, du carbonate de calcium, du kaolin ou analogue présents dans une proportion allant jusqu'à 50% en poids desdites poudres. Ainsi, un tel papier ou carton couché peut avantageusement être utilisé, en dehors de toutes les applications usuelles de l'impression, pour l'obtention de documents infalsifiables, par exemple des documents à caractère officiel, et cela par un micro-embossage ou micro-matriçage de la surface de couchage dont les caractéristiques sont alors choisies pour permettre une telle impression en creux. On peut également obtenir, ainsi, des supports à zones d'aspects contrastés tant en ce qui concerne la couleur que le relief, et/ou que l'aspect de surface (mat, coquille d'oeuf, glacé, etc.). L'invention sera mieux comprise par la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé qui montre - sur la figure 1, un schéma d'une machine, selon l'invention, de couchage sur papier, carton, ou matériau analogue ; - sur la figure 2, un schéma, à plus grande échelle, d'une partie de machine montrée sur la figure 1 - sur la figure 3 un schéma analogue à celui de la figure 1 mais pour une autre machine ; - sur la figure 4 un schéma analogue à celui de la figure 3mais pour encore une autre machine. Pour la fabrication d'un support couché, par exemple d'un papier ou d'un carton, l'invention prévoit, dans une première forme de réalisation, une machine comme montrée sur les figures 1 et 2. Dans une telle machine, un bloc offset 10 reçoit la feuille de papier ou de carton F, encollée sur une de ses deux faces-et qui est issue d'un dispositif d'encollage du type size-press 11, lui-meme alimenté comme montré par la flèche P sur la figure 1 à partir d'une bobine de papier, carton ou analogue. Dans le bloc offset 10, la feuille F est recouverte sur au moins une de ses faces d'un produit susceptible de subir une transformation physico-chimique, comme il sera explicité ci-après, et qui est avantageusement du type vernis offset ou organosol. A la sortie du bloc 10, la feuille de papier, carton ou analogue revêtue sur au moins une de ses faces dudit produit, traverse un dispositif 12 dans lequel on dépose sur le dit produit, et avantageusement par projection, une ou une pluralité de poudres. Celles-ci sont choisies parmi des poudres de matière plastique du type - Acétate de polyvinyle obtenu directement par broyage de la résine ou par déshydratation d'un latex d'acétate de polyvinyle, c'est-à-dire ayant une dimension de particules comprise entre 50 et 3 F , - Acétochlorure polyvinylique modifié ou non à l'aide de produits comme l'anhydride maléique - Butyral polyvinylique - Résines polyacryliques ou copolymères acryliques obtenus par déshydratation de leurs latex - Copolymères de polyvinylidène (vinyl-vinylidène) ou (acrylonitrile-vinylidène) par exemple du type obtenus directement ou par déshydratation de leurs latex - Copolymèreséthylène-vinyl-acétate (EVA) - Mélanges d'une résine EVA du type ci-dessus avec des dérivés de colophane ou toute résine aliphatique ou aromatique comportant des adjonctions plus ou moins importantes de cires de poids moléculaires différents, c'està-dire des mélanges de produits connus sous le nom de "Hot mets, les dits produits étant ensuite réduits en poudre par un broyage conduit dans des conditions telles, notamment à basse température, que l'on évite tout effet de collage ou de prise en masse afin de pouvoir ensuite les projeter dans une machine selon l'invention ou pouvoir les utiliser pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les poudres peuvent également comprendre des agents gonflants, purs ou en mélange, des pigments, etc., destinés à conférer au support un couchage à caractéristiques prédéterminées, par exemple mat, brillant, coquille d'oeuf, etc. Des ingrédients neutres comme du talc, du carbonate de calcium, du kaolin ou analogue peuvent être ajoutés aux poudres dans une proportion allant jusqu'à 50% du poids de celles-ci. La transformation physico-chimique du produit chargé ou non dont est revêtue au moins une des faces du support ainsi que la transformation physique et/ou chimique de la ou des poudre(s) a lieu dans un dispositif 13 qui fait suite au dispositif 12. Le dispositif 13 est, par exemple, un four tunnel muni de rampes infra-rouge et/ou U.V. 14 lesquelles, par le rayonnement qu'elles émettent, provoquent la transformation physico-chimique recherchée,par exemple une polymérisation ou une réticulation dans le cas d'un produit du type vernis et/ou une fusion dans le cas de dépôts comprenant des poudres de matière plastique thermofusible. A la sortie du dispositif 13, le support revêtu de son couchage est, dans le cas d'une installation en continu, emmagasiné sur une bobine 15 après passage éventuel dans un dispositif de refroidissement 17, le plus simplement un dispositif à air ventilé. Selon l'invention, on procède également à une opération de -calendrage, ou de laminage du couchage. Comme montré sur la figure 2, ce laminage est avantageusement effectué par un dispositif à rouleaux 16,lequel est logé dans le four tunnel 13, ou à la sortie de celui-ci, les rampes 14 étant divisées en un premier faisceau de rampes 14a, par exemple des lampes U.V. assurant la polymérisation ou réticulation de la couche de vernis offset, tandis que les rampes 14b, par exemple des lampes à rayonnement infrarouge disposées à l'amont du dispositif 16 dans le sens de circulation de la feuille, assurent la transformation physique ou gélification des poudres plastiques avant laminage par les rouleaux 16. Dans une variante, non représentée, les dispositifs de rayonnement 14a et 14b sont constitués en tant qu'ensembles distincts, avantageusement munis de moyens permettant leur déplacement, par exemple sous forme de fours-tunnels montés sur roues de sorte que la disposition spatiale des deux dispositifs l'un par rapport à l'autre et par rapport au dispositif 12 peut être modifiée à volonté. La fabrication d'un support couché à l'aide de la machine telle que décrite ci-dessus est ainsi d'une extrême simplicité, de sorte que l'on peut envisager la fabrication de petites ou moyennes séries, par exemple des tonnages aussi faibles que 2 tonnes, en modifiant uniquement les produits amenés par report dans le bloc 10, et/ou ceux déposés par projection dans le dispositif 12, et/ou l'irradiation dans le dispositif 13 ou encore les conditions de calendrage au travers du dispositif 16. Le procédé selon l'invention permet l'obtention de papier, carton ou analogue couché enpleine laize eut cela par xeprise du support de base, lui-même fabriqué à très grande vitesse sur des machines usuelles à très grande laize. Par un choix approprié du ou des produits déposé(s), et des caractéristiques de traitement, comme explicité ci-dessus, le couchage peut être brillant ou mat, peu ou très chargé, dur ou souple, et cela pour l'obtention de la main souhaitée. Le bloc offset 10 peut être agencé pour le report, sur le recto d'un support, d'une multiplicité de vernis destinés à fournir. un couchage "façonné" et, pour le report sur le verso dudit support, d'un seul vernis destiné à former un fond mono-couleur. Le papier mis en oeuvre, dans le cas de papier couché, peut être de très faible grammage, de l'ordre de 60 g au m2, et les couchages déposés de l'ordre de 10 à 30 g/m2. On peut également, selon l'invention, choisir les caractéristiques de l'opération de calendrage de manière telle que l'on obtienne la régularité de l'état de surface souhaitée en modifiant, par exemple, les caractéristiques de température et de pression des rouleaux de calendrage. On peut également, dans une variante de réalisation, conduire simultanément le couchage, comme décrit ci-dessus, et une impression sur la face non couchée du support, par l'adjonction, dans le bloc 10, de blanchets usuels d'imprimante offset. Un choix approprié du produit rapporté, de la technique de transformation physico-chimique et du calendrage permet même d'obtenir des supports comme des papiers ou des cartons couchés ayant l'aspect des couchés "grand luxe" sans avoir à mettre en oeuvre les machines complexes et à forte pression habituellement requises pour l'obtenu tion de ce type de surfaçage. Dans la machine illustrée sur la figure 3, on prévoit d'organiser le bloc offset 10 de maniere à rapporter sur le papier encollé issu du size-pressll au moins deux vernis de familles différentes, dont le premier est susceptible d'être rapidement réticulé par un rayonnement ultraviolet, et qui agit à la manière d'un bouche-pores. Dans une telle installation, le bloc offset 10 est alors suivi d'un tunnel à rayonnement ultra-violet 20 puis éventuellement d'un premier tunnel à rayonnement infrarouge 22 dans lequel est effectuée une pré--po-lymérisation ou préréticulation du second vernis déposé sur la feuille F dans le bloc 10, lorsque la température atteinte au poste 20 est insuffisante, le dispositif 22 étant suivi, dans le sens de défilement de la feuille, par le dispositif 12 de dépôt de poudre(s), le dispositif 13 à rayonnement infrarouge qui contient le moyen de calendrage 16 et, enfin, d'un dispositif de refroidissement 25 destiné à ramener le support traité à température ambiante. Dans l'installation illustrée- sur la figure 4, le bloc offset 10 est suivi d'un tunnel à rayonnement ultra 'violet 20 où est effectuée la transformation physico-chimique d'un premier vernis agissant comme un bouche-pores d ancrage, ce dispositif 20 étant suivi par le dispositif de dépôt de poudre(s) 12, auquel fait suite un dispositif à infra-rouge 22' analogue au dispositif 22 de la réalisation précédente, puis le dispositif 13, puis les moyens de calendrage 16. Bien que l'on ait décrit ci-dessus le procédé et la machine de couchage selon l'invention en référence à du papier, il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à un tel support. Bien au contraire, il est loisible,par le procédé et la machine de l'invention, de traiter des supports comme du carton ou des supports minces de "non-tissé", ou analogues. EXEMPLE On a obtenu des papiers couchés d'excellente qualité en utilisant comme support de départ un papier tel qu'issu d'une machine à papier usuel, non couché, d'un poids de 300 g/m et produit par la Société Aussedat Rey pour ses couchés graphiques. Dans une première réalisation le vernis offset mis en oeuvre est celui vendu par la Société SICPA sous la dénomination Vernis 949. Dans une autre réalisation, le vernis offset est celui vendu par la même Société SICPA sous les noms de Vernis 965 ou Vernis 971. L'épaisseur de la couche de vernis est de l'ordre de 8 à 10 . Les charges sont dans une proportion de l'ordre de 20%-25% en poids du vernis offset et les poudres comprennent avantageusement jusqu'à 50 % en poids d'ingrédients neutres comme du talc, du carbonate de calcium, du kaolin ou analogue. Revendications 1. Procédé pour la fabrication d'un support couché, à partir d'un support usuel, caractérisé en ce que l'on applique sur au moins une face dudit support et avantageusement par les techniques de l'impression offset, au moins un vernis ou analogue du type offset, chargé ou non chargé, en ce que l'on dépose le cas échéant sur ledit vernis ou analogue et avantageusement par projection une poudre ou un mélange de poudres, comme une poudre de matière plastique thermofusible, un agent gonflant, un pigment ou analogue, en ce que l'on provoque une transformation physicochimique, comme la polymérisation dudit vernis ou analogue chargé ou non chargé ainsi qu'une transformation physique et/ou chimique de la ou des poudres déposée(s) pour l'obtention d'un couchage, en ce que l'on effectue , le cars échéant, un laminage du dit dépôt soit au cours, soit après ladite transformation physico-chimique qui peut être conduite en une ou plusieurs étapes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on enlève par soufflage et/ou aspiration les particules de poudre en excès préalablement aux opérations de transformation du vernis et/ou des poudres. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transformation physico-chimique du vernis ou analogue est une polymérisation ou une réticulation qui est effectuée en deux étapes et en ce que le laminage ou calendrage du dépôt a lieu à la suite des deux dites étapes. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique sur au moins une face du support une pluralité de vernis ou analogues dont l'un est destiné à former un produit du type bouche-pores. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que,simultanément au couchage d'une face, on reporte sur l'autre face une impression offset colorée. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vernis est du type polyester acrylé comportant des oligomères, des prépolymères et des polymères réticulables au rayonnement ultraviolet, avec ou sans absorbeur ou photo-initiateur. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'irradiation comporte en outre la mise en oeuvre d'un rayonnement infrarouge. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poudres sont choisies parmi des agents gonflants,purs ou en mélange, des pigments, ou des poudres de matières plastique du type - Acétate de polyvinyle obtenu directement par broyage de la résine ou par déshydratation d'un latex d'acétate de polyvinyle, c'est-à-dire ayant une dimension de particules comprise entre 50 et 3 - Acétochlorure polyvinylique modifié ou non à l'aide de produits comme l'anhydride maléique - Butyral polyvinylique ; - Résines polyacryliques ou copolymères acryliques obte nus par déshydratation de leurs latex - Copolymères de polyvinylidène (vinyl-vinylidène) ou (acrylonitrile-vinylidène) obtenus directement ou par déshydratation de leurs latex - Copolymèreséthylène-vinyl-acétate (EVA) ; et - des mélanges de type "hot melt" réduits en poudre par broyage. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé' en ce que les charges représentent au plus de l'ordre de 25% en poids du vernis ou analogue. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites poudres comprennent jusqu'à 50 % en poids de produits inertes comme du talc, carbonate de calcium, kaolin ou similaire. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit analogue à un vernis et rapporté par offset est un organosol, chargé ou non chargé. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'organosol est à 30-50% d'extrait sec. 13. Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un bloc offset (10) alimenté en un produit comme un vernis, un organosol ou analogue destiné à être appliqué par les techniques del'impression offset sur au moins une face dudit support (F), un dispositif (12) de dépôt, - avantageusement par projection -, d'une poudre ou un mélange de poudres sur ledit vernis, un dispositif (13) propre à provoquer une transformation physico-chimique du vernis ou analogue ainsi qu'une transformation physique et/ou chimique de la ou des poudre(s), comme un tunnel à rayonnement ultra-violet et/ou infrarouge ainsi que des moyens (16) de laminage ou de calendrage du dépôt. 14. Machine selon la-revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un dispositif de refroidissement (17,25) à son extrémité de sortie du support couché. 15. Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce que les moyens qui provoquent les transformations physico-chimiques, physiques ou chimiques sont en deux parties, l'une (20) disposée avant les moyens (12) de dépôt des poudres et l'autre (13,22) après lesdits moyens, dans le sens de défilement du support. 16. Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce que lesdits moyens sont organisés de manière modulai- re et de façon à pouvoir être aisément déplacés.