La courbure du papier et l'ondulation des bords (communément appelées « froissement » ou « ondulation des bords ») sont des déformations courantes qui peuvent affecter de manière significative l'imprimabilité, l'empilage et la facilité d'utilisation globale. Essentiellement, le papier est un matériau hygroscopique composé de fibres de cellulose. Sa stabilité dimensionnelle dépend de son interaction avec l’humidité et les contraintes mécaniques internes. Ces défauts se produisent lorsque la teneur en humidité ou la répartition des contraintes internes au sein de la structure du papier est inégale.
1. Hygroscopique (déséquilibre d'humidité)
La principale cause de la courbure et de l’ondulation du papier est l’absorption différentielle ou la perte d’humidité. Lorsque les fibres du papier absorbent l’humidité, elles se dilatent radialement (deviennent plus larges) et lorsqu’elles sèchent, elles se contractent. Si l'expansion ou la contraction d'un côté du papier est plus importante que de l'autre, des contraintes internes se développent.
Ondulation : ondulation se produit lorsqu'il y a un gradient d'humidité dans le sens de l'épaisseur du papier. Si la teneur en humidité du recto du papier est plus élevée que celle du verso, les fibres du recto se dilatent davantage, provoquant une courbure du papier vers le bas (ou vers le haut, selon la direction des fibres). Cette situation se produit souvent après une impression à grande vitesse-ou une impression laser, car la chaleur chasse rapidement l'humidité d'un côté du papier plus rapidement que de l'autre. À l’inverse, si le papier est stocké dans un environnement humide, la surface exposée absorbe l’humidité et se dilate, ce qui fait que le papier s’enroule vers l’intérieur.
Edge Wave (Curl) : L’onde de bord est généralement provoquée par un gradient d’humidité à l’intérieur du papier. Cette situation se produit le plus souvent lorsque les bords d'une rame ou d'un rouleau de papier sont exposés à une humidité élevée alors que le centre reste sec. Les bords absorbent l'humidité, se dilatent et deviennent plus longs que le centre sec. Puisque le centre ne peut pas se comprimer pour s’adapter à cette expansion, les bords se plient en une structure ondulée. Ceci est courant dans le cas du papier stocké dans des entrepôts à climat non contrôlé ou dans une rame partiellement utilisée et non scellée.
2. Orientation des fibres et contraintes mécaniques
En raison de la disposition des fibres lors de la fabrication, le papier a une direction de texture. L'expansion et la contraction dans la direction transversale (perpendiculaire à la direction de la texture) sont beaucoup plus importantes que dans la direction longitudinale (dans la direction de la texture). Par conséquent, les boucles et les ondulations sont généralement plus prononcées dans la direction perpendiculaire à la direction de la texture.
De plus, des contraintes mécaniques résiduelles peuvent également être à l’origine de ces problèmes. Au cours du processus de fabrication du papier, la tension provoquée par l'enroulement et le calandrage (le processus qui rend le papier lisse) peut créer une « courbure mécanique ». Si le papier est enroulé trop serré sur le rouleau ou s'il y a un déséquilibre de tension entre les couches supérieure et inférieure lors de la production, le papier conserve cette mémoire de courbure. Lorsque le papier est coupé et exposé à l’air libre, cette contrainte potentielle est libérée, se manifestant par une courbure.
3. Facteurs environnementaux et de manipulation
L'environnement joue un rôle crucial dans le déclenchement de ces défauts. Le papier est sensible aux changements extrêmes de température. Si du papier froid est déplacé dans un atelier d'impression chaud et humide, de la condensation se forme à la surface de la pile de papier, provoquant des différences d'humidité importantes et la formation immédiate de vagues. Les fluctuations rapides de l'humidité relative (HR) rendent le papier instable ; idéalement, le papier doit être acclimaté à l'environnement de l'atelier d'impression (généralement 45 % à 55 % d'humidité relative) pendant au moins 24 heures avant utilisation.
4. Chaleur dans le processus d'impression
Dans l’impression numérique et laser moderne, des températures élevées sont utilisées pour faire fondre le toner sur le papier. Si la teneur en humidité du papier est inégale ou trop élevée, l’application soudaine de chaleur provoque une évaporation rapide de l’humidité sur un côté. Cette contraction locale soudaine se traduit par un effet de « courbure vers la source de chaleur » lorsque le papier sort de la machine.
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