Un carton ondulé est constitué de différentes couches de papier, qui sont cannelées puis collées les unes aux autres. On distingue traditionnellement trois processus de fabrication du carton ondulé imprimé. Dans le processus de production dit de "pre-print", la couche supérieure (également appelée papier de couverture ou top liner) est imprimée préalablement sur une rotative (toujours en un seul passage), pour être ensuite transformée en carton ondulé et découpée selon le design. Pendant la formation du carton ondulé, les couches de papier intérieures sont humidifiées, cannelées ("corrugating") et finalement collées aux liners sous haute pression en passant entre deux ou plusieurs cylindres. Concernant les papiers de couverture, on fait une distinction entre liners couchés, kraft liners et testliners. En revanche, dans le processus de production dit de "post-print", l'image est imprimée après coup sur une feuille de carton ondulé coupée. Dans les deux cas, l'impression peut se faire par flexographie ou par jet d'encre. Dans le troisième processus de production, dit de "contrecollage" (litholam), la couche de papier extérieure est imprimée sur une presse offset feuille ou rotative, et ensuite appliquée sur le papier cannelé déjà doté d'un liner collé sur l'autre face.
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Un carton ondulé est constitué de différentes couches de papier, qui sont cannelées puis collées les unes aux autres. On distingue traditionnellement trois processus de fabrication du carton ondulé imprimé. Dans le processus de production dit de "pre-print", la couche supérieure (également appelée papier de couverture ou top liner) est imprimée préalablement sur une rotative (toujours en un seul passage), pour être ensuite transformée en carton ondulé et découpée selon le design. Pendant la formation du carton ondulé, les couches de papier intérieures sont humidifiées, cannelées ("corrugating") et finalement collées aux liners sous haute pression en passant entre deux ou plusieurs cylindres. Concernant les papiers de couverture, on fait une distinction entre liners couchés, kraft liners et testliners. En revanche, dans le processus de production dit de "post-print", l'image est imprimée après coup sur une feuille de carton ondulé coupée. Dans les deux cas, l'impression peut se faire par flexographie ou par jet d'encre. Dans le troisième processus de production, dit de "contrecollage" (litholam), la couche de papier extérieure est imprimée sur une presse offset feuille ou rotative, et ensuite appliquée sur le papier cannelé déjà doté d'un liner collé sur l'autre face. Dans le processus de "pre-print", les couches primaires (analogiques ou numériques), encres et éventuels vernis (analogiques ou numériques) de surimpression (OPV, overprint varnish) doivent être entièrement compatibles avec les conditions de température, d'humidité (typiquement 100% HR et 80-100 °C pendant 5 à 10 secondes) et de (haute) pression pendant la formation du carton ondulé. Selon le papier employé (top liner), le primaire utilisé a pour fonction d'éviter un étalement indésirable des éléments au trait et tramés imprimés ainsi que l'apparition de petits trous dans les aplats ("pinholing" ou persillage). En d'autres termes, l'application d'un primaire est indiquée pour obtenir la qualité d'image souhaitée sur certains types de papiers. Dans le processus de "post-print", il est absolument essentiel de garder sous contrôle la tendance naturelle que les feuilles à imprimer ont à s'enrouler sur elles-mêmes (tuilage ou "warping"), afin de permettre l'écart le plus faible possible entre le support et les têtes jet d'encre (pour une qualité d'image optimale) sans exposer celles-ci à un risque de contact ("crashing"), pouvant les endommager irrémédiablement. La planéité de la feuille de carton ondulé peut être assurée par une combinaison de différentes mesures. L'alimentation des feuilles par le dessous de la pile (margeur dit "bottom feeder") est une approche standard sur les presses flexo pour l'impression du carton ondulé, mais qui ne se retrouve pas systématiquement sur les presses jet d'encre actuelles dédiées à cette application. Un certain nombre de brevets intéressants dans ce domaine seraient, dit-on, détenus par le groupe Sun Automation. La feuille doit en outre absolument être maintenue la plus plate possible quand elle passe par les différents groupes d'impression, ce qui est assuré par un puissant système d'aspiration. Les systèmes de "post-print" d'HP sont ainsi équipés d'une courroie dite CorrGrip, comportant 128 ventouses pilotables par zones, qui permettent de corriger un tuilage du support jusqu'à 40 mm. Un prétraitement est nécessaire pour certains supports et l'apprêt doit être appliqué le plus uniformément possible. S'il l'est à l'aide d'un cylindre tramé (anilox), il y a lieu de prendre en compte la topographie du support, qui présente dans certains cas une ondulation due aux couches de papier sous-jacentes ("fluting"). De la poussière de papier peut être présente sur certains cartons ondulés davantage que sur d'autres, et il importe de toujours les en débarrasser soigneusement au préalable. Elle peut en effet non seulement dégrader la qualité de l'image, mais aussi provoquer des pannes de tête (défaillances de buses ou pire encore). Pour éviter de tels problèmes, on a généralement recours à des têtes dites "à recirculation", qui maintiennent perpétuellement l'encre en mouvement à hauteur des têtes. Un autre point d'attention important pour tous les primaires, encres et vernis utilisés - et certainement pour les cartons ondulés d'emballages alimentaires (possibilité de contact direct ou indirect de l'encre et des autres additifs d'imprimerie avec la denrée emballée) est celui de la santé-sécurité. On recherche généralement la compatibilité avec la Note d'orientation Nestlé pour les encres d'emballages alimentaires, l'Ordonnance suisse et la réglementation EuPIA. Ces consommables doivent en outre permettre un recyclage (par les méthodes usuelles) du carton ondulé après usage (méthode Ingede 11). Le tableau ci-dessous brosse un aperçu des principaux paramètres de production des systèmes disponibles, ou annoncés, selon les fournisseurs occidentaux, qui ont été spécifiquement mis au point pour l'impression de feuilles de carton ondulé en "post-print". Quelques-uns des systèmes les plus récents et les plus remarqués (mis sur le marché en 2020 ou après) sont décrits plus en détail dans la suite de cet article. Kento Digital a été fondée à l'été 2020 dans la province de Castellón (partie de la Communauté autonome de Valence) par Javier Quesada (ex-DS Smith), Pedro Benito et Santiago Arnáiz. L'entreprise emploie aujourd'hui environ 35 personnes. Le système Kento Hybrid (hybride = flexo+jet d'encre) destiné à l'impression du carton ondulé a été mis au point en collaboration avec le fabricant italien de presses feuilles et découpeuses rotatives Celmacch Group, dont Koenig & Bauer a acquis 49% des parts en 2022. Le système Hybrid peut intégrer jusqu'à trois groupes de flexographie, à côté d'un unique groupe numérique (concept modulaire). L'unité d'impression à jet d'encre UV en un seul passage embarque des têtes Seiko Printek 508 GS à 180 npi (tout comme les systèmes Barberán Jetmaster de première génération) et présente les caractéristiques de production suivantes: - vitesse d'impression maximale: 80 m/min à 360 dpi - format de feuille maximum: 2,1 m x 1,3 m - épaisseur de support: 0,8 mm - 12 mm - configuration couleurs: CMYK On notera que la feuille de carton ondulé à imprimer progresse dans le système orientée transversalement à son petit côté, ce qui est pratique courante dans le monde de la flexo. Chaque feuille passe d'abord dans la partie flexo (par exemple, pour l'application préalable d'un blanc couvrant ou l'impression de couleurs d'accompagnement spécifiques), puis elle est séchée par infrarouge et à l'air chaud. Elle est alors prête pour l'impression numérique (en CMYK uniquement). À partir de cette année, une découpeuse rotative intégrée est proposée pour composer un système complet. On notera l'utilisation d'un "bottom feeder", qui alimente la presse en chargeant les feuilles à imprimer par le bas de la pile. À l'instar de Barberán, Kento Digital pratique aussi une politique ouverte en matière d'encres. L'entreprise aurait, à ce qu'il se dit, qualifié celles de trois fabricants, dont les noms n'ont toutefois pas été publiés. On ignore aussi qui sont les fournisseurs du frontal et du RIP. Le premier système Kento Hybrid d'Europe a été mis en service en mars 2022 chez Grupo La Plana, dans la région de Valence (Espagne). Le premier à avoir été installé aux États-Unis se trouve chez CP Supply (Iowa) depuis janvier 2023. Un troisième système devrait être placé incessamment, également aux États-Unis. En juin 2020, Xeikon avait annoncé sa presse jet d'encre en un seul passage Idera pour l'impression du carton ondulé avec des encres aqueuses à pigments "Xeikon-made" IDERA AT sûres d'un point de vue alimentaire. Le système embarque des têtes jet d'encre à 600 npi KJ4B de Kyocera (max. 14 têtes par barre d'impression, avec la possibilité d'opter pour une largeur maximale de, respectivement, 1 080 mm (10 têtes jet d'encre par barre) ou 1 296 mm (12 têtes jet d'encre par barre). Ses caractéristiques de production sont les suivantes: - vitesse d'impression maximale: 120 m/min (liner non couché) ou 60 m/min (liner couché) à 600 dpi x 400 dpi - format de feuille maximum: 1,6 m x 2,8 m - épaisseur de support: 1,5 mm - 11 mm - largeur d'impression max.: 1 512 mm (56 têtes jet d'encre) - configuration couleurs: CMYK (avec la possibilité en option de passer à 6 couleurs) Ce système est dérivé de la presse jet d'encre Glory 1604 de Shenzen Hanway Industrial Digital Equipment (qui appartient au groupe Hanglory), mais avec beaucoup d'améliorations (dixit Xeikon). Il est équipé d'une unité de prétraitement à anilox, qui applique un primaire à l'eau sur le support, et d'un système de vernissage (aqueux) intégré (doté de son propre sécheur à air chaud). Le film d'encre est séché par une combinaison d'infrarouges et d'air chaud. On notera l'utilisation d'un "bottom feeder", qui alimente la presse en chargeant les feuilles de carton à imprimer par le bas de la pile. Le frontal et le RIP sont, respectivement, de Caldera (GrandRIP) et Xeikon (X-800 for Corrugated). Un premier client pilote (Tri-State Container Company, États-Unis) a commencé à tester l'installation à la mi-2021. On ne connaît pas précisément le nombre des autres clients bêta des dernières années. En tout état de cause, le système a été présenté lors du FEFCO Technical Seminar de 2023. En 2020, Domino Printing Sciences (filiale de Brother Industries depuis 2015) a passé un accord exclusif avec Sun Automation Group concernant la commercialisation de sa plate-forme d'impression en un seul passage CorrStream de deuxième génération. Cette déclinaison X630i intègre des modifications apportées par Domino dans le domaine de l'architecture jet d'encre (Domino Generation 6, y compris les fonctionnalités i-Tech CleanCap, i-Tech ActiFlow et i-Tech StitchLink). Ce système dédié à l'impression de carton ondulé avec des encres à pigments AQ95 food-safe de Domino embarque des têtes jet d'encre à 600 npi KJ4B de Kyocera et présente les caractéristiques de production suivantes: - vitesse d'impression maximale: 75 m/min à 600 dpi x 400 dpi - format de feuille maximum: 1,6 m x 3,0 m - épaisseur de support: 1,5 mm - 8 mm - largeur d'impression max.: 1 345 mm - configuration couleurs: CMYK Ce système utilise lui aussi un "bottom feeder", qui alimente la presse en chargeant les feuilles de carton à imprimer par le bas de la pile. Les Domino AQ95 sont des encres à polymères (particules de 100 nm, technologie Domino i-Tech PolyM) ce qui permet d'imprimer sur divers types de supports (également couchés) sans application préalable d'un primaire. Un vernissage de post-impression (OPV) du carton ondulé imprimé n'est en outre généralement pas nécessaire. Le frontal vient de chez Esko (Esko DFE). On ignore combien de systèmes X630i ont été installés dans le monde à ce jour. Kolbus Autobox, filiale de Kolbus, a lancé un système totalement intégré et modulaire à la Drupa sous le nom BX Motion PRO 2600. Celui-ci est spécialisé dans la fabrication et l'impression numérique (monochrome) de boîtes en carton ondulé. La technologie jet d'encre aqueuse Digital-Print DP300 mise au point par Kolbus Autobox a été intégrée dans ce système, qui peut à présent accueillir jusqu'à 8 têtes Seiko Printek couvrant une largeur maximale de 1 120 mm. Même quand le client fait le choix d'un nombre limité de têtes jet d'encre (voire une seule), il est toujours possible de la/les positionner en fonction de l'endroit à imprimer sur la feuille (et donc pas nécessairement côte à côte). La résolution d'impression est de 360 ou 180 dpi. Caractéristique notable de ce système, la feuille de carton ondulé est imprimée par-dessous. Ce qui est nécessaire du fait que le rainage doit s'opérer par un mouvement vertical de haut en bas (l'extérieur de la boîte en dessous). Il faut moins de 60 secondes pour paramétrer la fabrication et l'impression du type de boîte voulu. Les caractéristiques de production du système BX Motion PRO 2600 sont les suivantes: - vitesse d'impression maximale: 100 m/min à 360 dpi - format de feuille maximum: 2,6 m x 6,0 m (largeur d'impression max.: 1 120 mm) - épaisseur de support: 1,3 mm - 16 mm Deux clients bêta sont actuellement occupés à tester un système BX Motion PRO 2600 avec unité d'impression numérique. Un en Autriche et l'autre au Canada. Une installation est prévue en Belgique. À l'occasion d'un évènement Portes ouvertes en son siège de Bressanone en mars 2024, Durst a présenté les nouveaux systèmes P5 de série Pack (dont l'unique représentant jusqu'ici était le P5 350 HS Pack). Ceux-ci sont dérivés de la série P5, dont ils partagent les caractéristiques de production, mais sont optimisés pour l'impression de carton ondulé: - Guides et rouleaux adaptés pour garantir un transport optimal de la feuille de carton ondulé dans la presse, complétés par des maintiens latéraux destinés à éviter les collisions avec les têtes jet d'encre (Ricoh Gen 5). - Nouveau puissant système d'aspiration offrant jusqu'à 40% de force de succion en plus que dans les systèmes P5 "conventionnels". De quoi maintenir les cartons ondulés présentant une forte tendance au tuilage bien à plat pendant l'impression. Les systèmes Durst P5 Pack sont fournis avec la toute nouvelle série d'encres Luvera LED (très faible odeur et très haute résistance à l'abrasion après séchage) et ils devraient être commercialisés à partir du troisième trimestre de 2024. Le tableau ci-contre recense les principaux paramètres de production des systèmes de fournisseurs orientaux actuellement disponibles ou annoncés, qui ont été spécifiquement mis au point pour l'impression "post-print" de feuilles de carton ondulé. La plupart de ces systèmes sont aujourd'hui aussi disponibles (vente et SAV) en Occident. Dans les faits, HP est le seul constructeur aujourd'hui à proposer des systèmes d'impression "pre-print" en un seul passage du carton ondulé, alors qu'Inca/Agfa ont développé le système bobine-bobine JetLiner pour l'impression intégrée du carton ondulé (2 800 mm de large, jusqu'à 300 m/min) en exclusivité pour BHS.Ces systèmes sont tous basés sur une plate-forme développée par Koenig & Bauer. Le moteur d'impression HP assure un degré élevé (octuple) de redondance des buses. Ce qui veut dire que chaque buse défaillante peut être palliée par sept autres. Les encres aqueuses à pigments A30 d'HP nécessitent l'application préalable d'un agent d'accroche, également aqueux, HP A50 Bonding Agent. HP a conclu un accord avec Conprinta pour tous les périphériques de type flexo (vernis) sur ses systèmes PageWide, mais il se dit que Conprinta plancherait aussi sur une presse hybride (flexo-jet d'encre) en bonne et due forme pour l'impression "pre-print" du carton ondulé.