Brevet FR2482615A1 — publié le 19811120

La présente invention concerne des encres pour im- pression rotative et des produits analogues, ainsi que leur préparation. Plus particulièrement, l'invention concerne des encres pour impression rotative ayant des caractéristiques Théologiques réglées. Ces encres conviennent mieux pour les nécessités de l'impression, notamment dans des presses à grande vitesse, car elles ne contiennent pas d'hydrocarbures potentiellement toxiques et leur utilisation-donne également naissance à beaucoup moins de formation de brouillard, sans qu'elles ne deviennent trop épaisses ou insuffisantes. On prépare généralement des encres pour impression rotative en dispersant mécaniquement un pigment dans une huile minérale pour encres. Durant de nombreuses années, le seul pigment utilisé en grande quantité a été du noir de carbone mais, avec l'arrivée de l'impression des journaux en couleur, d'autres couleurs sont actuellement utilisées en assez grandes quantités. Cependant, l'encre noire, basée généralement sur une certaine forme de noir de carbone, représente encore de loin la plus forte proportion d'encre utilisée. L'huile uti- lisée pour préparer ces encres constitue le seul véhicule de l'encre. De façon étonnante, il semble que l'on ait fait très peu attention, dans le passé, aux détails concernant les sys- tèmes d'huiles minérales utiles pour constituer des huiles pour encres, même si ce débouché représente un tonnage impor- tant. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 615 754, qui concerne des compositions d'encres ne formant pas de bavures ou ne suintant pas, remarque laconiquement que "on peut utiliser ici n'importe quel vernis liquide couramment utilisé dans les formulations d'encres, comme 30... des huiles minérales...".De même, le brevet des Etats- Unis d'Amérique no 3 199 991 est extrêmement discret à propos des huiles pour encres. En général, les encres actuelles à base d'huiles hydrocarbonées présentent au moins l'un des inconvénients suivants: (a) formation d'un brouillard; (b) médiocre éclat de la couleur; (c) médiocre qualité de transfert; et (d) de la toxicité. Comme ces quatre inconvénients sont relativement importants dans le cas de la présente invention, il est sou- haitable de donner quelques détails à propos de chacun d'entre eux. Un brouillard se forme lorsque l'encre appliquée sur un cylindre pour l'impression ne reste pas sur ce cylindre pendant que celui-ci tourne. Dans des presses modernes d'im- pression dans lesquelles le papier se déplace à des vitesses de 300 à-600 mètres par minute, ces cylindres encrés tournent à une grande vitesse superficielle, ce qui soumet l'encre à l'action d'une grande force centrifuge. Sous l'effet de cette force, une certaine proportion de l'encre s'envole littéralement et provoque la formation d'un brouillard d'encre. Ce brouillard constitue un gaspillage de l'encre, il soulève des problèmes de propreté et également il consti- tue un problème important pour l'environnement et l'hygiène. Un médiocre éclat de la couleur se présente lors- qu'on utilise pour des encres colorées, notamment pour des couleurs claires comme des roses et des jaunes, des huiles que l'on avait trouvées acceptables pour des encres noires. Le problème provient de ce que de nombreuses huiles pour encres sont loin d'être extra-blanches ou d'avoir la qualité "water-white". Des spécifications pour des huiles pour encres contiennent souvent une limitation pour la couleur, par exem- ple le nombre 2,5, se'on la norme ASTM D-1500, se trouve dans les revendications-du brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 847 623. Une médiocre qualité de transfert, qui s'associe à un médiocre passage, à un médiocre dépôt et à une forte vis- cosité ou de l'insuffisance, est liée au moins en partie-à la viscosité de l'huile. Une viscosité trop forte provoque de l'insuffisance et du manque de passage, alors qu'une visco- sité trop faible provoquera l'inverse. On peut donc voir qu'il existe au moins dans une certaine mesure une interdépen- dance entre une forte viscosité et-la formation d'un brouil- lard, car l'allongement d'une huile, par exemple par addition d'un solvant, va en diminuer la viscosité et tendra donc à en augmenter la tendance à la formation d'un brouillard. La toxicité se présente de deux façons. Lorsqu'une formation de brouillard se poursuit, elle est nuisible pour les poumons du personnel exposé à une telle atmosphère conte- nant de toutes petites gouttes d'huile. La seconde possibilité est que ces gouttes d'huile risquent de contenir en elles des substances nuisibles pour la santé. Si l'emploi de pigments à base de plomb et de sélénium a effectivement cessé pour des encres colorées, de nombreuses huiles pour encres d'impression contiennent encore certaines proportions d'hydrocarbures aro- matiques dont le caractère potentiellement carcinogène a été bien prouvé, comme dans le cas du benzène, ou dont on pense qu'ils sont potentiellement carcinogènes, comme le toluène et des composés polycycliques. Il est clair que l'élimination de ces hydrocarbures aromatiques d'une encre est souhaitable pour des raisons d'hygiène. Une telle élimination peut égale- ment présenter un avantage indirect. Les presses d'impression actuellement en service comportent généralement des cylindres ayant des surfaces en caoutchouc, sensibles à un gonflement et à un ramollissement sous l'effet des hydrocarbures aroma- tiques. L'élimination des hydrocarbures aromatiques d'une huile améliorera.donc la durée de fonctionnement des cylindres des presses. Il n'est pas douteux qu'en raison de l'augmentation constante du prix du pétrole brut, de nombreuses huiles appelées huiles minérales et qui sont actuellement dis- ponibles ne sont pas des produits provenant de la simple dis- tillation directe des raffineries, que l'on obtient en frac- tionnant du pétrole brut en un certain nombre de parties. On obtient ces huiles en soumettant diverses matières hydrocar- bonées à divers traitements chimiques, de sorte que l'on obtient une substance dont les propriétés sont semblables à celles des huiles plus anciennes, mais dont la constitution chimique peut être très différente. Il en résulte que cer- taines de ces huiles ont des propriétés très différentes des huiles utilisées jusqu'à présent. Il est notamment possi- ble maintenant d'obtenir des huiles extra-blanches (de qualité "water-white"), ne contenant pas d'aromatiques mono- ou poly- cycliques et dont la viscosité se situe dans une gamme intéressante Il vient d'être trouvé que l'on peut utiliser une telle huile pour obtenir une encre pour impression rotative ayant des propriétés nettement meilleures, notamment dans le domaine de la formation d'un brouillard, en comparaison des huiles connues pour servir dans de telles encres. Cette décou- verte est d'autant plus surprenante qu'il a été trouvé que ces nouvelles huiles pour impression rotative sont apparem- ment inutiles dans des huiles, vernis et résines pour encres de typographie ordinaire. Le problème semble se situer dans le domaine de l'incompatibilité lors du refroidissement de l'encre, quand on remplace des huiles classiques pour encres, comme "Circosol 4130" ou "5600" et "Sunthene Oil 5600". Ainsi, dans une première forme de réalisation, la présente invention propose une encre pour impression rota- tive, formant peu de brouillard et comprenant une dispersion d'un pigment pour encres pour impression rotative dans une huile, laquelle possède les propriétés physiques suivantes Couleur: extra-blanche ou "uater-white" Teneur en aromatiques: nulle Indice de réfraction: 1,467-1,480 Densité: 0, 850-0,879 Viscosité (cSt/400C): 9,38-439,7 Point d'aniline (OC): 96-138 Un groupe d'huiles répondant admirablement à ces exigences est constitué par les huiles résultant d'un traite- ment d'hydrogénation et qui sont vendues par Gulf Oil sous la marque commerciale "PARAFLEX HT". On peut utiliser n'importe laquelle des huiles de la série "HT10" à "HT460". Les huiles préférées sont "HT220"; "HT320" et"H1460". Parmi elles, la meilleure semble être "HT320" pour une impression de journaux et maga- zines à grande vitesse. Cette huile possède les propriétés suivantes: Couleur: "water-white" Teneur en aromatiques nulle Indice de réfraction: 1,4800 Densité: 0,878 Viscosité (cSt/400C) 317,8 Point d'aniline (OC) 134 On peut préparer de façon usuelle ces encres-pour impression rotative en dispersant le pigment dans l'huile. Pour obtenir des encres noires, ce mode opératoire convient parfaitement bien. Pour obtenir des encres colorées, il s'est avéré préférable de disperser le pigment dans une partie de l'huile et d'utiliser ensuite cette base colorée pour fabri- quer l'encre en lui ajoutant un supplément d'huile. On peut incorporer, lorsqu'on prépare les encres ci-dessus, des modificateurs couramment utilisés dans les formulations d'encres, comme des agents de mouillage du pigment (par exemple des amines grasses ou des acides gras estérifiés) des cires naturelles et synthétiques, et des agents d'allon- gement (par exemple des argiles et du carbonate de calcium) et d'autres additifs courants pour des encres. Donc, dans un second aspect, la présente invention propose un procédé pour préparer une encre pour impression rotative formant peu de brouillard, procédé selon lequel on disperse un pigment coloré dans une huile, laquelle pré- sente les propriétés physiques suivantes ô Couleur: "water-white" Teneur en aromatiques: nulle Indice de réfraction: 1,467-1,480 Densité: 0,850-0, 879 Viscosité (cSt/400C): 9,38-439,7 - Point d'aniline (OC): 93-138 De préférence, on effectue la dispersion en deux étapes, en préparant tout d'abord une base de couleur con- centrée, puis en mélangeant cette base de couleur avec le reste de l'huile. De façon générale, ces encres vont contenir de ' à 30%' en poids de pigment. Une gamme préférée en pratique se situe entre 8 et 25%, bien que, à des fins spéciales, il puisse s'avérer nécessaire de faire appel à des proportions sortant de ces gammes. Telles qu'elles sont vendues, ces nouvelles huiles n'ont pas une gamme continue de propriétés, notamment pour la viscosité. Pour certaines fins, on peut donc trouver qu'aucune des huiles, telles qu'on les vend, ne possède les propriétés voulues. On peut facilement surmonter cette diffi- culté en mélangeant deux ou plusieurs huiles jusqu'à obten- tion des propriétés voulues. De tels mélanges semblent fonc- tionner aussi bien que les huiles telles qu'elles sont ven- dues isolément. En comparaison des encres connues, ces encres pour impression rotative s'avèrent présenter les avantages suivants. En raison de l'absence totale des substances aroma- tiques (si l'on se fonde à la fois sur la spectroscopie dans l'infrarouge et sur des traces en résonance magnétique nucléaire), la toxicité est nettement réduite. En raison de la couleur "water-white", c'est-à-dire de la blancheur et de la limpidité, la qualité des couleurs imprimées est amé- liorée. De façon qui est peut être la plus importante et pour des raisons qui n'apparaissent pas facilement, la for- mation d'un brouillard est très nettement diminuée et dans certains cas, elle est même complètement éliminée. De même, pour des raisons qui n'apparaissent pas facilement, la qua- lité de l'impression est également améliorée, ce qui est peut être dû à un meilleur transfert. On a observé une repro- duction plus nette des points de trame des plaques de simili- gravure et des impressions plus nettes des plaques de photo- lithographie. Enfin, on peut s'attendre à ce qu'à long terme la teneur nulle en des aromatiques conduise à une plus lon- gue durée de service des cylindres d'impression. Exemples On prépare comme suit quatre encres, en broyant dans chaque cas le pigment dans la quantité spécifiée d'huile, le terme "parties" désignant des parties en poids 1(a) Base de couleur: "Paraflex 320" 68 parties Bleu de phtalocyanine: 32 parties (b) Encre bleue: Base de couleur: parties "Paraflex 320" 2(a) Base de couleur: "Paraflex 320" parties parties Jaune 12: (b) Encre jaune: parties "Paraflex 320": 137 parties Base de couleur: parties 3(a) Base de couleur: "Paraflex 320": 71 parties Laque rouge C: 29 parties (b) Encre rouge: "Paraflex 320" parties Base de couleur: 6 parties 4 Encre noire: "Paraflex 320": 91 parties Noir de carbone: 9 parties On compare ces encres avec des encres courantes pré- parées à l'aide des mêmes pigments et avec "Circosol 4130" ou "Circosol 5600" comme huile courante témoin. On applique trois essais: (a) Transfert: en utilisant une presse "Little Joe" et une presse Vandercook (typographie; deux couleurs): on évalue l'éclat de la couleur et la résistance au flou. (b) Résistance au frottement: on utilise un appareil d'essai Sutherland; 50 courses; poids de 0,91 kg. (c) Viscosité et formation de brouillard: machine d'essai Prufbau. Dans les résultats d'essai apparaissant au tableau suivant, "meilleur" signifie meilleur résultat que celui obtenu avec un produit courant servant de témoin, etc.. TABLEAU Encre Transfert Résistance Viscosité Formation de au frottement brouillard bleue meilleur comparable comparable moindre jaune l " "I rouge " très peu noire " " " moindre * également moins de traversée par pénétration On effectue ensuite des essais de confirmation avec des encres semblables sur deux presses de dimensions commer- ciales pour l'impression des journaux: (a) une presse "Goss Headliner MK1", fonctionnant à 518,5 mètres par minute. La résistance au frottement, le transfert et l'imprimabilité sont bons, avec des couleurs plus nettes et moins de traversée par pénétration. On observe très peu de formation de brouillard. (b) une presse "Crabtree Viceroy", fonctionnant à 381,25 mètres par minute. On observe les mêmes résultats qu'avec la presse Goss, notamment le très faible niveau de formation d'un brouillard. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven- tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'encre pour impression rotative et à son procédé de prépa- ration, décrits ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Encre pour impression rotative, formant peu de brouillard et constituée d'une dispersion d'un pigment pour encre pour impression rotative dans -une huile, cette encre étant caractérisée en ce que l'huile présente les propriétés physiques suivantes: Couleur: extra- blanche ou "1water-white" Teneur en aromatiques: nulle Indice de réfraction: 1,467-1,480 Densité: 0,850-0,879 Viscosité (cSt/400C): 9,38- 439,7 Point d'aniline: (0C) 96-138 2. Encre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient 5% à 30%' en poids de pigment. 3. Encre selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle contient 8%o à 25% en poids de pigment. 4. Encre selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'huile présente les propriétés suivantes: Couleur: extra-blanche ou "water- white" Teneur en aromatiques: nulle Indice de réfraction: 1,4800 Densité: 0,878 Viscosité (cSt/400C) 317,8 Point d'aniline (OC) 134 5. Procédé pour préparer une encre pour impression rotative formant peu de brouillard, caractérisé en ce qu'on disperse un pigment coloré dans une huile présentant les pro- priétés physiques suivantes Couleur: extra-blanche ou "water-wuhite" Teneur en aromatiques: nulle Indice de réfraction: 1,467-1,480 Densité: 0, 850-0,879 Viscosité (cSt/400C): 9,38-439,7 Point d'aniline (OC): 96-138 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on effectue la dispersion en deux étapes, en préparant tout d'abord une base de couleur concentrée et en mélangeant ensuite cette base avec le reste de l'huile. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on incorpore à l'encre de 5% à 30% en poids de pigment. 8. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'on incorpore à l'encre de 8% à 25% en poids de pigment. 9. Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'huile que l'on utilise présente les propriétés suivantes: l0 Couleur: extra-blanche ou "water-wi Teneur en aromatiques: nulle Indice de réfraction: 1,4800 Densité: 0,878 Viscosité (cSt/40 C): 317,8 Point d'aniline ( C) 134 ihite"