Brevet FR2689060A1 — publié le 19931001

PROCEDE D'IMPRESSION OFFSET ET DISPOSITF CORRESPONDANT DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé et dipositif d'impression offset et plus particulièrement un procédé et dispositif d'impression offset sec sur objets non absorbants en surface. ART ANTERIEUR L'impression dite "offset" est en général basée sur l'utilisation d'un plaque dont une partie "hydrophobe" est encré, par opposition à une partie "hydrophile" mouillable par15 de l'eau, qui elle repousse l'encre. La technique d'impression appelée "offset sec" utilise des clichés en relief et s'apparente donc par certains côtés davantage à la typographie qu'à l'impression offset. En particulier, l'offset sec utilise en général des encres20 mises à la nuance du décor à obtenir, et ne fait pas ou peu appel à la quadrichromie qui permet de réaliser tout décor à partir d'encres dites "primaires" (jaune, magenta, cyan). Le principe de l'impression offset sec est représenté à la figure 1. D'une manière générale, un dispositif classique comprend: plusieurs blocs encreurs (un bloc encreur B Ei par couleur ou encre correspondante Ei), chacun encrant un cliché en relief (C Ri), cliché monté sur un tambour, correspondant à une couleur du motif final à reproduire sur un objet. Chaque bloc encreur B Ei comprend un encrier et une succession de rouleaux de transfert destinés à obtenir une épaisseur d'encre régulière et constante sur chaque cliché encré. un blanchet central monté sur tambour, chacun des clichés en relief (C Ri) étant en contact avec ce blanchet en caoutchouc (BC) de manière à ce que chaque élément de décor porté par chacun des clichés (C Ri) soit transféré sur le blanchet, et qu'à chaque tour de blanchet, un décor complet soit formé sur le blanchet. des moyens permettant de mettre en contact le blanchet central avec un tambour portant l'objet à décorer, ainsi que des moyens pour transférer les objets avant / après décoration, l'objet pouvant être soit une bande montée sur le tambour, soit le plus souvent un objet à surface de révolution, cylindrique ou tronconique. 10 En fonctionnement, on observe un échauffement de l'encre, depuis l'encrier jusqu'au cliché en relief o, l'encre atteint typiquement une température de 40 'C A cet échauffement de l'encre correspond une diminution corrélative du tack, c'est à15 dire de l'aptitude pour une encre à être transférée d'un rouleau de transfert de l'encre au rouleau suivant. Le tack est une caractéristique essentielle d'une encre offset sec qui est mesurée à l'aide d'un tackomètre qui, dans le cas de l'appareil utilisé par la demanderesse, fonctionne selon le20 schéma de la figure 2. PROBLEME POSE En mettant en oeuvre un dispositif d'impression offset sec selon l'art antérieur, la demanderesse a observé plusieurs types de problèmes: d'une part, des difficultés à obtenir des teintes foncées, en particulier dans le cas de la formation des codes barres avec une encre noire, ce qui est un défaut rédhibitoire30 puisque la lecture du code barre devient difficile (plusieurs tentatives étant nécessaires pour arriver à lire le code barre), voire parfois impossible: l'encre trop fluide a du mal à monter en épaisseur. d'autre part, des difficultés à obtenir des teintes d'intensité constante en cours de production et donc le besoin en permanence de venir modifier les réglages de machine et t C surtout la pression locale de la lame d'encrier qui peut occasionner la formation de résidus indésirables dans l'encrier. enfin, on note aussi parfois l'apparition de dépôts pulvérulents sur la surface de l'objet imprimé après séchage de l'encre, que ce soit par rayonnement thermique (IR) ou UV. Ces problèmes se produisaient en dépit de réglages convenables des dispositifs d'impression offset sec.10 DESCRIPTION DE L'INVENTION Le procédé selon l'invention d'impression offset sec utilise un dispositif d'impression offset sec comprenant a) au moins15 un bloc encreur, chaque dit bloc encrant un cliché en relief correspondant à une couleur du motif final à reproduire sur un objet et comprenant un encrier et une succession de rouleaux de transfert, b) un blanchet central monté sur tambour, chacun des clichés en relief étant en contact avec ce blanchet en20 caoutchouc de manière à ce qu'à chaque tour de blanchet, un décor complet soit transféré sur le blanchet c) des moyens permettant de mettre en contact le blanchet central avec un tambour portant l'objet à décorer, ainsi que des moyens pour transférer les objets avant et après décoration, et est caractérisé en ce que, de manière à obtenir notamment un décor avec une épaisseur d'encre régulière et suffisante, a) on sélectionne une encre de tack adapté au travail sur machine offset présentant, dans une plage de température de 15-300 C correspondant à celle de l'encre dans l'encrier de la machine offset, un tack de 3 à 5 fois supérieur à celui de la même encre après augmentation de sa température de 15 à 250 C correspondant au réchauffement de la dite encre passant de l'encrier jusqu'au blanchet, b) on thermorégule ladite encre dans l'encrier, à une35 température donnée, comprise entre 15 et 30 C. Lors de l'étude du problème posé, la demanderesse a observé toutes les conséquences d'un tack inadapté: Dans le cas d'un tack trop élevé, cela entraîne certes un transfert important d'encre de rouleau à rouleau, mais aussi5 une trop grande force de cisaillement de l'encre qui nécessite une puissance motrice telle que les moteurs qui actionnent les rouleaux de transfert peuvent être totalement endommagés. Dans le cas d'un tack trop faible, le transfert de l'encre se fait mal, l'encre a tendance à refouler et à s'accumuler entre10 deux rouleaux de transfert. La demanderesse a trouvé qu'il suffisait d'agir simultanément sur la sélection des encres de départ et sur la température de l'encre dans l'encrier pour résoudre l'ensemble des problèmes15 posés. De préférence, la température de l'encre dans l'encrier est thermorégulée entre 20 et 250 C à plus ou moins 1 OC. Typiquement, l'encre sélectionnée est maintenue à 220 C +/- 10 C, et cela permet de réaliser une longue série d'impression offset sans avoir à retoucher en permanence les réglages de machine A cette température, 1 'encre, dans 1 'encrier, a de plus une viscosité permettant un débit stable et suffisant d'encre sous la lame de l'encrier. La demanderesse a pu noter en outre que n'apparaissaient plus à la surface de l'objet à décorer de traces pulvérulentes, ce que la demandresse a attribué, à titre d'hypothèse, à la présence probable dans la formulation de l'encre de départ de composés thermosensibles, qui, dans les conditions de l'art30 antérieur, pouvaient se trouver par moment à une température supérieure à celle correspondant à leur plage de stabilité. La courbe de tack d'une encre selon l'invention est celle donnée à la figure 3.35 Pour maintenir l'encre de l'encrier à une température comprise entre 15 et 30 'C, on utilise typiquement une circulation d'eau à une température inférieure de 5 à 15 'C à la température visée de ladite encre dans l'encrier, ce qui peut être réalisé par une circulation dans le matériau formant l'encrier ou dans l'encre elle-même, grâce à des équipements de régulation5 thermique connus en eux-mêmes. Toutes les encres n'étant pas également sensibles aux problèmes exposés dans la présente demande, il est possible de n'appliquer le procédé selon l'invention qu'aux seules encres10 sujettes aux dits problèmes, mais il est préférable que l'ensemble des encres et des encriers soit identiquement traité selon l'invention, car cela facilite l'obtention d'un régime permanent stable sur machine (stabilité des températures des encres) et contribue clairement à la qualité15 finale du décor. Selon une modalité de l'invention, on mesure la température de l'encre en plusieurs points de la chaîne de transfert de l'encre, de l'encrier jusqu'au blanchet, à l'aide d'un20 capteur, de préférence un capteur infra-rouge, et on régule la température dans l'encrier en fonction de la température de l'encre sur les rouleaux, et/ou sur ledit cliché en relief, et/ou sur le blanchet, et/ou sur l'objet imprimé, de manière à éviter que la température de l'encre dépasse 450 C. Le dispositif selon l'invention, destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, comprend au moins un encrier thermorégulé à l'aide d'un fluide à une température constante et inférieure de 5 à 15 'C à la température de ladite encre30 dans l'encrier En effet, l'encre de l'encrier est soumise en permanence au cisaillement du premier rouleau de transfert, d'o la nécessité d'un écart suffisant de température entre celle du fluide et celle de l'encre. De préférence, le dispositif comprend la mesure de la35 température en au moins un point de la chaîne de transfert de l'encre, en aval de l'encrier jusqu'à l'objet imprimé, pour commander ladite thermorégulation de l'encre dans l'encrier. DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 représente, en coupe transversale, le schéma de principe d'une machine à imprimer offset sec comprenant:5 a) plusieurs blocs encreurs (un seul (B El) est représenté sur la figure 1), chacun encrant un cliché en relief (C Ri) Deux clichés en relief (CRI et CR 2) sont représentés sur la figure 1, chacun correspondant à un bloc encreur et donc à une couleur du motif final à reproduire sur un objet Chaque bloc encreur comprend un encrier (El sur la figure) et une succession de rouleaux de transfert (RT 11, RT 12) On peut noter que le deuxième rouleau de transfert effectue un mouvement de va et vient entre le ler et le 3 ème rouleau de transfert.15 b) un blanchet central (BL) monté sur tambour, chacun des clichés en relief (CRI, CR 2 sur la figure) étant en contact avec ce blanchet en caoutchouc de manière à ce qu'à chaque tour de blanchet, un décor complet soit transféré sur le20 blanchet c) un objet à décorer (OD), monté sur tambour, en contact avec le blanchet (BL), sur lequel le blanchet vient transférer le décor complet. La figure 2 représente en coupe le principe du tackomètre utilisé par la demanderesse Il comprend deux rouleaux: un rouleau A moteur tournant à une vitesse pouvant varier. Ce rouleau, régulé en température, reçoit l'encre à tester. un rouleau B, à rotation libre, est appliqué contre le rouleau A, grâce à une force F destinée à maintenir le contact entre les deux rouleaux pour équilibrer la force centrifuge qui tend à écarter le rouleau B du rouleau A. Pour une encre donnée et une vitesse de rotation et une température données du rouleau A, la mesure de la force F est35 en relation inverse du tack: plus le tack est faible, plus l'encre est fluide, plus les forces de cisaillement dues à l'encre sont faibles entre les rouleaux A et B, et plus la force F nécessaire pour maintenir en contact les rouleaux A et B est élevée.5 Le tackomètre est gradué en unités empiriques, non directement reliées aux unités de mesure fondamentales. Le tackomètre utilisé ou un appareil du commerce, tel le Tackoscope (R) de la Société Testprint, fonctionnent selon un principe voisin et donnent des résultats analogues.10 La figure 3 repésente une courbe typique donnant, en ordonnée, le tack à vitesse de rouleau constante, et en abscisse, la température d'une encre choisie selon l'invention: son tack t varie de 28 à 150 C, à 13 à 250 C et à 4 à 400 C. Sur cette courbe, sont définis trois domaines de température: le domaine A o la température est inférieure à 15 'C et en conséquence l'encre trop "collante" pour pouvoir faire marcher la machine offset, le domaine B, dit de "travail", le domaine C, au-delà d'environ 40 'C o l'encre, trop fluide, se20 transfère mal d'un rouleau à l'autre et forme des impressions sur l'objet à décorer ayant une trop faible épaisseur d'encre. La figure 4 représente la partie de la figure 1 relative à l'encrier et modifiée selon une modalité de l'invention, avec25 une régulation de la température de l'encrier représentée par une circulation d'eau thermorégulée dans la masse de l'encrier métallique (arrivée d'eau AE et départ d'eau DE). EXEMPLES On a comparé un même décor, réalisé selon 1 ' art antérieur et réalisé selon l'invention, sur un même objet à décorer (pot transparent en PP), avec deux encres offset à séchage UV, une encre rouge et une encre noire du commerce.35 Les mêmes encres de départ ont servi aux deux essais sur machine de production industrielle. Lt essai selon l'invention a été réalisé sur machine offset dotée du dispositif selon l'invention, avec un encrier thermostatée par une circulation d'eau à 10 'C, de manière à5 obtenir une encre dans l'encrier à 220 C +/ 1 OC, le réglage machine et l'adaptation du tack de l'encre étant réalisés par l'opérateur de manière adaptée à chaque essai selon le savoir- faire habituel du métier. On ne peut pas commodément décrire tous ces réglages de machine et les préparations d'encre que réalise l'opérateur sur une machine offset sec. La comparaison porte donc sur les résultats obtenus, à partir d'une même encre du commerce après sélection de l'encre par examen de sa courbe de tack en fonction de la température, avec un même décor, une même machine offset sec industrielle, un même opérateur réglant sa machine pour obtenir en régime stationnaire le décor le plus dense possible. On a mesuré la densité optique avec un appareil Macbeth Color- checker modèle no 1145. Comparaison de la couleur rouge (avec filtre cyan): densité optique selon l'art antérieur: 1,03 densité optique selon l'invention 1,58 Comparaison de la couleur noire (blanc de référence pris égal à 100 %): mesure sur fond blanc selon l'art antérieur: 0,75 mesure sur fond blanc selon l'invention: 0,30 Le noir obtenu selon l'invention est donc beaucoup plus profond que celui obtenu selon l'art antérieur et sa lisibilité au lecteur de code barres varie du tout au tout35 puisque le code barres, qui était de lisibilité aléatoire dans l'art antérieur, devient de lisibilité sûre à 100 %, comme cela a été démontré dans le cadre des essais comparatifs. Dans le cadre de ces essais comparatifs, des mesures effectuées sur une encre blanche ont montré que l'invention permettait de doubler l'épaisseur d'encre, et de la faire passer, typiquement, de 1,2 pm à 2, 4 pm.5 AVANTAGES DE L'INVENTION L'invention permet, grâce à des modifications peu coûteuses de machines existantes (comparativement à la climatisation d'un atelier ou à la thermorégulation de l'ensemble des rouleaux d'un machine offset), de résoudre un problème essentiel de l'impression offset sec, en particulier l'impression d'emballages dotés de codes barres.15 En effet, la lisibilité des codes barres est une exigence essentielle des circuits de distribution dans la mesure o de plus en plus de magasins sont équipés de moyens de lecture automatique de l'information contenue dans le code barres, essentiellement le prix et le code article. L'invention permet en outre, d'une part, d'améliorer grandement les qualités esthétiques des produits imprimés selon l'invention, et d'autre part, de diminuer nettement les coûts de production (main d'oeuvre) grâce à la forte amélioration de la stabilité du procédé d'impression selon25 l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé d'impression offset sec utilisant un dispositif d'impression offset sec comprenant a) au moins un bloc encreur, chaque dit bloc encrant un cliché en relief correspondant à une couleur du motif final à reproduire sur un objet et comprenant un encrier et une succession de rouleaux de transfert, b) un blanchet central monté sur tambour, chacun des clichés en relief étant en contact avec ce blanchet en10 caoutchouc de manière à ce qu'à chaque tour de blanchet, un décor complet soit transféré sur le blanchet c) des moyens permettant de mettre en contact le blanchet central avec un tambour portant l'objet à décorer, ainsi que des moyens pour transférer lesdits objets avant et après décoration, et15 caractérisé en ce que, de manière à obtenir un décor avec une épaisseur d'encre régulière et suffisante, a) on sélectionne une encre de tack adapté au travail sur machine offset présentant, dans une plage de température de 15-300 C correspondant à celle de l'encre dans l'encrier de la machine offset, un tack de 3 à 5 fois supérieur à celui de la même encre après augmentation de sa température de 15 à 250 C correspondant au réchauffement de la dite encre passant de l'encrier jusqu'au blanchet, b) on thermorégule ladite encre dans l'encrier, à une25 température donnée, comprise entre 15 et 30 C. 2 Procédé selon la revendication 1 dans lequel, de préférence, de préférence, la température de l'encre dans l'encrier est thermorégulée entre 20 et 250 C à plus ou moins 130 O C. 3 Procédé selon la revendication 2 dans lequel, pour thermoréguler ladite encre, on utilise typiquement une circulation d'eau, dans l'encre elle-même ou dans l'encrier35 lui-même, à une température inférieure de 5 à 15 'C à la température visée de ladite encre dans l'encrier. il 4 Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'ensemble des encriers sont thermorégulés de manière à maintenir la température de l'encre à la valeur souhaitée. 5 Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel on mesure la température de l'encre en plusieurs points de la chaîne de transfert de l'encre, y compris l'encrier et le blanchet, à l'aide d'un capteur, et on régule la température dans l'encrier en fonction de la température de10 l'encre sur un point choisi de la chaîne. 6 Procédé selon la revendication 5 dans lequel on mesure la température de l'encre à l'aide d'un capteur infra-rouge. 7 Procédé selon une quelconque des revendications 5 et 6 dans lequel on mesure la température de l'encre sur les rouleaux, et/ou sur ledit cliché en relief, et/ou sur le blanchet, et/ou sur l'objet imprimé. 8 Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7 qui comprend au moins une thermorégulation de l'encre dans l'encrier. 9 Dispositif selon la revendication 8 dans lequel ladite thermorégulation de l'encre est obtenue à l'aide d'un fluide à une température constante et inférieure de 5 à 15 'C à la température de ladite encre dans l'encrier. Dispositif selon la revendication 8 dans lequel ladite thermorégulation de l'encre dans l'encrier est commandée par une mesure de température en au moins un point de la chaîne de transfert de l'encre, en aval de l'encrier jusqu'à l'objet imprimé.