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I - Le procédé offset (suite) |
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1.4. La solution de
mouillage 
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Remarque : ce que l'on nomme solution de mouillage est en fait le mélange d'eau
(77 à 98 %), d'un additif concentré (2 à 3 %), et éventuellement d'alcool isopropylique ou d'un substitut
(2 à 20 %). C'est donc l'additif qui va contenir l'essentiel des ingrédients remplissant les fonctions de la solution de
mouillage, même s'il ne représente qu'une faible proportion de cette dernière. |
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Les termes solution de mouillage et additif de mouillage
seront conservés ultérieurement, dans le sens
qui leur a été attribué ci-dessus. Le terme
eau ne sera, quant à lui, employé que pour
désigner l'eau d'alimentation dans la solution de
mouillage. |
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Afin d'éviter toute
confusion, nous éviterons tout particulièrement
les termes eau de mouillage et équilibre eau/encre
(ou, pire, l'anglicisme balance eau/encre), même
si ces termes sont communément employés dans la
littérature technique, et que les éviter doit alourdir
l'écriture de ce document. |
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1.4.1. Fonctions [Burris, 1993 ; Laufs, 1995 ; Johnson, 1997]
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La solution de mouillage
doit remplir un certain nombre de tâches : |
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mouiller les zones non imprimantes de la plaque rapidement,
uniformément et sans excès ; |
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s'émulsionner dans l'encre ; |
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entretenir le caractère hydrophile de la plaque
tout en la protégeant contre l'usure (par lubrification)
et l'oxydation (par adsorption d'un film protecteur) ; |
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s'évaporer le plus possible avant d'être
transférée au papier. |
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Cependant, la solution de mouillage remplit d'autres fonctions, moins évidentes a priori,
mais très importantes pour le bon déroulement de l'impression offset : |
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refroidir le film d'encre au niveau des rouleaux toucheurs-encreurs.
Il est à noter que l'alcool isopropylique, lorsqu'il est
utilisé, contribue grandement à refroidir le système
en s'évaporant. L'emploi de substituts non volatils (voir
ci-dessous) diminue l'efficacité du refroidissement, même
si la solution de mouillage et les "tables d'encrage"
(rouleaux intermédiaires durs du système d'encrage)
sont réfrigérées ; |
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évacuer les particules (poussières,
papier, encre) susceptibles de se déposer sur la plaque
ou le blanchet ; |
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protéger les rouleaux contre une usure prématurée
due à l'abrasion. |
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Quant à l'additif de mouillage,
qui représente 2 à 3 % de la solution, il doit
remplir des fonctions essentielles : |
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fixer et stabiliser le pH de la solution. En effet,
une diminution du pH peut, par exemple, réduire l'efficacité
des siccatifs contenus dans les encres, dissoudre partiellement
la couche du papier, réduire la durée de vie de
la plaque, et favoriser les phénomènes de corrosion
dans le groupe d'impression. Tandis qu'une élévation
du pH tendra à augmenter la prise de solution de mouillage
par l'encre et à réduire l'efficacité du
"dégraissage" de la plaque (évacuation
de l'encre des zones non imprimantes par la solution de mouillage) ; |
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réduire la tension superficielle de la solution ; |
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empêcher les développements bactériens
(action immédiate et action préventive) ; |
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protéger les éléments de machine
contre la corrosion (cas d'une solution acide). |
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Et, le cas échéant : |
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empêcher les dépôts de sels insolubles
(calcaire, par exemple) ; |
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empêcher les accumulations sur le blanchet ; |
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limiter la formation de mousse. |
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1.4.2. Composition
[Ibid.]
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L'additif.
Afin de remplir correctement les diverses fonctions qui lui
sont attribuées, l'additif de mouillage est constitué
d'un nombre significatif d'ingrédients. Chacun d'eux
doit remplir son rôle sans venir perturber le fonctionnement
des autres (ou, du moins, en minimisant cette perturbation). |
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Le tableau 1.A présente les composants d'un additif
acide type, ainsi que leurs fonctions.
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L'additif de type acide fonctionne en général
autour d'un pH voisin de 5. On lui attribue un meilleur dégraissage
de la plaque [2, 1983 ;
Gardner, 1991 ; Laufs, 1995], mais il augmente les risques
de corrosion (en particulier si le pH devient inférieur
à 4, auquel cas il peut également inhiber le séchage
de certaines encres). Il est cependant presque toujours utilisé
dans des applications de type "labeur", demandant une
bonne qualité d'impression. Par ailleurs, il domine largement
le marché européen de l'offset. |
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Les additifs de type alcalin ont été (et
sont encore) utilisés en Amérique du Nord, à
l'origine pour réduire les développements bactériens
et les accumulations sur les rouleaux [Dédame,
1989 ; MacPhee, 1988]. Toutefois, ils tendent à tomber
en désuétude car ils ne permettent pas d'atteindre
une qualité d'impression équivalente à celle
des additifs acides (tendance à la formation de mousse
[Tam, 1995] et au "voilage",
c'est-à-dire à l'émulsionnement de l'encre
dans la solution de mouillage [2,
1983 ; Hodgson, 1987]). |
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Enfin, un certain nombre d'imprimeurs (surtout en Amérique
du Nord [Tam, 1995])
utilisent des additifs neutres. Ces derniers présentent
deux avantages : |
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ils éliminent quasiment les risques de corrosion dus
à la solution de mouillage ; |
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ils sont moins polluants, puisqu'ils évitent les rejets
acides. |
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Comme ils demeurent moins efficaces que les additifs acides
dans le dégraissage de la plaque, on les utilise le plus
souvent dans l'impression des journaux (moins exigeante en termes
de qualité). |
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L'alcool. L'alcool isopropylique (ou isopropanol, dilué
à une valeur comprise entre 5 et 20 % dans la solution
de mouillage) a longtemps fait (et fait encore) le bonheur de
l'imprimeur offset. Il remplit en effet plusieurs fonctions essentielles
au bon fonctionnement du procédé offset [Laufs, 1995] : |
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tout d'abord , il facilite grandement le mouillage
de la plaque en diminuant sensiblement la tension superficielle
de la solution (à température ambiante, l'énergie
de surface de l'eau pure est égale à 73 mN/m, tandis
que celle de l'isopropanol est de 22 mN/m. Celle d'une solution
contenant 10 % d'isopropanol est d'environ 45 mN/m) ; |
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il augmente la viscosité de la solution de
mouillage, ce qui en facilite le transport sous la forme d'un
film, en particulier à vitesse réduite ; |
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il limite l'émulsionnement de la solution
de mouillage dans l'encre ; Trauzeddel et Kempe constatent également
que l'isopropanol améliore la stabilité de l'émulsion
(mesurée en examinant la tendance de cette dernière
à la coalescence) [Trauzeddel
& Kempe, 1985] ; |
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il s'évapore très rapidement. |
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Cette dernière propriété présente
deux avantages : |
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il contribue à évaporer une grande
partie de la solution de mouillage avant que celle-ci n'atteigne
le blanchet (l'essentiel de l'eau étant évaporé
dans le train d'encrage [MacPhee,
1985]) ; |
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il refroidit les rouleaux (échauffés
par friction) en s'évaporant. Cela maintient la température
(et donc des propriétés viscoélastiques)
de l'encre relativement constante(s) et compatible(s) avec son
bon fonctionnement. |
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Cependant, la volatilité de l'isopropanol, associée
à son caractère toxique, présente un inconvénient
majeur : celui de le classer dans la catégorie des composés
organiques volatils (COV). Or, on cherche à minimiser
les émissions de COV dans les pays industrialisés,
afin de réduire la pollution atmosphérique (c'est
ainsi que l'utilisation de l'isopropanol est interdite en Californie
depuis plusieurs années). |
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De plus, l'isopropanol est classé comme produit "irritant"
[Johnson, 1997]. C'est
pourquoi des substituts se sont développés
au cours des dernières années. Ils sont généralement
formulés à base d'alcools lourds, peu volatils par
définition (mais toujours polluants s'ils sont rejetés
à l'égout). Pour cette raison, ils nécessitent
l'application d'un film de solution de mouillage très fin,
ce qui impose de travailler d'une part avec des groupes très
bien réglés en pression, et d'autre part toujours
en limite de "sèche" (étalement de l'encre
sur les zones non imprimantes de la plaque, en raison d'un mouillage
insuffisant). |
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De plus, les substituts sont moins efficaces avec des
systèmes de mouillage
indirects . Or ces derniers équipent une bonne partie
des presses offset en Europe, ce qui constitue l'une des raisons
pour lesquelles l'usage de substituts ne s'y répand pas
comme en Amérique du Nord [Laufs,
1995]. Johnson [Johnson,
1997] confirme cette explication en signalant qu'en Allemagne
(où les systèmes de mouillage à alcool ont
été mis au point), 90 % des rotatives "heat
set" et 95 % des machines à feuilles installées
utilisent des solutions de mouillage contenant de l'isopropanol.
Aux états-Unis, ces pourcentages sont respectivement
de 10 et 50 %. Les législations relatives à
la protection de l'environnement, plus ou moins contraignantes
d'un état à l'autre, expliquent également
de tels écarts. |
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Enfin, l'utilisation de substituts à l'isopropanol
impose de réduire la dureté des rouleaux mouilleurs
en matière élastomère. En effet, la suppression
de l'alcool isopropylique diminue la viscosité de la solution
de mouillage, et par conséquent l'épaisseur du film
transporté au sein du groupe de mouillage. Avec des rouleaux
dont la dureté va de 18 à 22 degrés shore
A (contre 25 à 30 degrés shore A dans des groupes
de mouillage utilisant de l'isopropanol), on compense cet écart
de viscosité. |
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Á la vue du tableau 1.A ,
on conçoit aisément la difficulté de mettre
au point un additif de mouillage : en plus de l'encre, de l'eau
et de la plaque, la formulation de cet additif doit prendre en
compte la géométrie des systèmes de mouillage
et d'encrage, le blanchet, le papier, ainsi
que la vitesse de production de la presse. |
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