Rouleaux en caoutchouc en impression offset : dureté, pression et contrôle de surface

Les rouleaux en caoutchouc transportent l'encre et la solution de mouillage du ducteur à la plaque sur chaque presse offset, et les chiffres figurant sur une fiche technique de rouleau ne sont pas des valeurs fixes. La dureté, le diamètre et l'état de surface évoluent tous avec la température, avec le réglage de la presse et avec la chimie que le caoutchouc rencontre chaque jour. Savoir ce qui fait varier ces chiffres est la première étape vers une presse stable.

Accumulation de chaleur à l'intérieur d'un rouleau en caoutchouc

Le caoutchouc d'impression est viscoélastique. Lorsqu'un rouleau est comprimé contre la plaque ou contre un autre rouleau, une partie de l'énergie de déformation est restituée et une partie est perdue sous forme de chaleur à l'intérieur du mélange. Un caoutchouc dont la récupération viscoélastique est plus lente retient moins cette chaleur, de sorte que ses dimensions restent plus stables et qu'il vieillit plus lentement.

Deux rouleaux peuvent tous deux être homologués pour un service à 25 °C et se comporter très différemment sur la même presse. Le mélange présentant un amortissement interne plus élevé développe une dureté dynamique et une pression dynamique plus élevées pour un même réglage, et il chauffe plus vite dans des conditions de fonctionnement identiques. Une bande de contact plus large et une température croissante augmentent la pression de manière non linéaire. Une fois que cela se produit, la chaleur s'accumule rapidement à l'intérieur du corps du rouleau et le rouleau peut être endommagé. Les presses offset feuilles accumulent la chaleur plus vite que les presses rotatives, de sorte que la largeur de contact correcte importe même lorsque le mélange est homologué pour la température de service. Les fabricants de rouleaux publient l'exigence de bande de contact pour leurs rouleaux d'origine, et ce chiffre doit être respecté. La marche à vide est une source courante de surchauffe, et une pâte de protection pour marche à vide dédiée abaisse la température du rouleau lorsque la presse tourne sans travail.

Choix de la dureté du rouleau

Le type de caoutchouc et la dureté sont adaptés à la méthode d'impression et à la position du rouleau dans la machine, car chaque position porte sa propre charge mécanique et chimique. Sur une presse lithographique, la dureté est également un indicateur approximatif de la qualité du mélange. Un rouleau plus dur résiste mieux à la corrosion, mais il transporte l'eau et l'encre de manière moins uniforme, et il use davantage la presse et la plaque PS. Un rouleau plus souple perd en compression et en résistance chimique, et sa durée de vie se raccourcit.

Le principe de fonctionnement est simple. Maintenez la dureté aussi basse que le travail le permet tant que le rouleau alimente encore uniformément en encre et en eau et qu'il résiste encore aux produits chimiques et à la charge mécanique qu'il rencontre. Les rouleaux d'un dispositif de lavage automatique nécessitent un mélange qui transfère bien le nettoyant, s'auto-nettoie et résiste à la corrosion. Les rouleaux de démaculage conçus pour les peluches et les poussières de papier répondent à un problème différent. Adapter le mélange à la position évite de nombreux défauts de qualité avant qu'ils ne surviennent.

Largeur de contact et pression d'impression

La pression d'impression est l'effet combiné des caractéristiques techniques du rouleau en fonctionnement. La dureté, l'élasticité et la rugosité de surface y contribuent toutes, et chaque position sur la presse a une norme de pression définie. Le réglage de la pression affecte d'abord la qualité d'impression, puis la durée de vie du rouleau, l'amortissement de la machine et la consommation d'énergie.

Mesurée sur une presse, une largeur de contact de 4 mm a produit 18 N, une largeur de 6 mm a produit 63,5 N et une largeur de 8 mm a produit 149 N. Une largeur de contact supérieure de 50 % a augmenté la pression d'environ 250 %, et une largeur supérieure de 100 % l'a augmentée d'environ 725 %. La règle pratique découle de ces chiffres : maintenez la pression aussi basse que l'impression le permet. La largeur de contact est la forme visible de cette pression, et la largeur indiquée dans le manuel du fabricant est la valeur testée pour le rouleau d'origine, elle ne doit donc pas être modifiée sans raison.

Ce que coûte la pression en production

La pression a aussi un coût. Un essai en continu sur une Heidelberg CD102 cinq couleurs a utilisé une encre offset quadrichromie standard, une solution de mouillage BottcherFount3010 et un rouleau preneur d'encre de 60 mm à 10 000 feuilles par heure, 24 heures sur 24. Les rouleaux encreurs et mouilleurs d'origine étaient tous deux en SH25. Au bout de deux mois, la pression a été réglée à 50 pour cent de la valeur du premier mois, et l'écart de coût d'exploitation sur la période d'essai a été important. La pression est à la fois un réglage de qualité et un réglage de coût.

Variations acceptables de dureté, de diamètre et de surface

Les spécifications des rouleaux doivent correspondre aux besoins réels de la production. Une étude de trois mois sur le premier groupe couleur d'une Heidelberg CD102 construite en 1992, imprimant une encre standard sur papier couché pour albums de qualité à une moyenne de 11 000 feuilles par heure sur deux équipes, soit environ 18 heures productives par jour, avec des rouleaux Boettcher d'origine, a suivi la dureté, le diamètre et l'état de surface. Avec un nettoyage normal, la dureté a varié dans une plage de SH2, le diamètre dans une plage de 2 pour cent, et la perte de structure de surface est restée sous 10 pour cent. L'impression s'est poursuivie normalement et les rouleaux ont retrouvé leurs performances d'origine après l'entretien de routine.

Les plages acceptables pour les travaux fins sont les suivantes. La dureté est spécifiée à SH25 sur cette presse, avec une tolérance de SH5 ; une variation plus importante indique un défaut d'impression et rend la récupération difficile. Le diamètre peut varier jusqu'à 5 pour cent, et une variation plus importante impose le remplacement. La rugosité de surface s'apprécie par le glaçage : une perte de 30 pour cent de la surface provoque déjà de sérieux problèmes d'impression, et de bons rouleaux peuvent encore être récupérés à ce stade, tandis qu'une perte supérieure à 50 pour cent impose le remplacement même si une récupération temporaire est possible. Un nettoyage et un entretien réguliers maintiennent ces trois valeurs dans la plage.

Quand un rouleau évolue trop vite

Si un rouleau sort de la plage acceptable en moins de trois mois, vérifiez d'abord le mélange. Un travail UV réalisé avec des rouleaux encreurs et mouilleurs ordinaires est une incompatibilité fréquente. Vérifiez ensuite l'encre, la solution de mouillage et le nettoyant. Les défauts sont rarement causés par un seul élément. Un rouleau de qualité associé à un papier inadapté accélère la cristallisation en surface, et les encres polymères aromatiques ou les nettoyants aromatiques attaquent le caoutchouc lui-même. Lorsque des produits chimiques sont en cause, un technicien peut aider à identifier la source, et des consommables qui n'endommagent pas le rouleau et qui restent équilibrés dans leur comportement d'impression font tourner toute la presse plus longtemps.