Brevet FR2652038A1 — publié le 19910322

or Machine d'impression, notamment sur papier, et de séchage de l'impres- sion, encre correspondante, et procédé de fabrication d'une telle encre. Le domaine de l'invention est celui de l'impression sur papier, ou sur tout autre support analogue, notamment de timbres-poste et de billets de banque, par exemple en monochromie ou en polychromie. Plus particulièrement, l'invention concerne l'impression taille-douce, et plus précisément le séchage de l'impression, à l'aide de moyens de maintien en température de la machine d'impression et d'encres adaptées. La présente invention ne s'applique pas qu'à l'impression taille-douce, mais aussi à d'autres procédés d'impression, par exemple la flexogravure, l'héliogravure ou la sérigraphie. Elle est susceptible de s'adapter aux machines d'impression déjà existantes. On peut distinguer deux grands types d'impressions: l'impression en relief, qui correspond à la typographie, et l'impression en creux, comme l'héliogravure. Dans ce dernier cas, une forme gravée, cylindre ou plaque, est trempée dans l'encre, puis essuyée. L'encre reste dans le creux du cylindre, et se dépose sur le papier sous l'effet d'une pression. En règle générale, il y a autant de groupes d'impression, et donc de tailles, ou gravures, que de couleurs. Par contre, la taille-douce est un procédé d'impres- sion en creux permettant l'impression de plusieurs couleurs en une seule passe, par un encrage sélectif de la taille. Le procédé taille-douce nécessite une machine lourde, lente, coûteuse, et grande consommatrice d'encres, mais est très sûr. Il est donc utilisé par exemple pour les billets de banque et les timbres. Ce procédé utilise une épaisseur d'encre comprise de plusieurs dizaines de Mm. A titre de comparaison, une impression offset a une épaisseur d'encre de 2 à 3 /m. Cette forte épaisseur rend plus difficile le séchage de l'encre apres l'impression. On connaît déjà des moyens de séchage des impressions. Au niveau industriel, on peut distinguer les cinq procédés de séchage suivants: - l'impression sans encartage, o les feuilles imprimées sont reçues en J r petites piles et traitées avec une poudre antimaculante. Ce procédé entraîne une attente de 24 à 48 heures avant toute manipulation; - l'impression avec encartage, o l'on intercale une feuille antimacule entre chaque feuille imprimée, et qui nécessite aussi une attente de 24 à 48 heures avant désencartage; - le séchage par traitement thermique, soit par air chaud pulsé, soit par infrarouge. ces deux techniques nécessitent une adaptation en fonction de la profondeur de la gravure, de la force capillaire du support, c'est-à-dire son absorption, et une adaptation de la sicativité, ou vitesse de séchage, de l'encre. Les supports peu absorbants ne peuvent pas être utilisés avec ces procédés; - le séchage par rayonnement U.V, seul procédé à donner satisfaction, nécessite 4 à 5 lampes au mercure, dont l'installation n'est pas toujours possible, car limitée par la distance de focalisation à respecter rigoureusement. I requiert un support non absorbant et une épaisseur du dépôt d'encre n'excédant pas 30 gms. De plus, son action est différente suivant la couleur des encres qu'il séche; - le séchage par électrons, peu utilisé, en raison des coûts d'installation et d'utilisation. Ces divers procédés entraînent soit des temps d'attente de prise d'encre très longs, pour l'impression avec ou sans encartage, soit l'installation de fours. Ces fours provoquent des coûts supplémentaires, et amènent des contraintes d'absorp- tion du support, d'épaisseur maximum du dépôt d'encre, de sicativité de l'encre, de cuisson du papier et des encres... L'objectif de l'invention est de pallier ces divers inconvénients de l'état de la technique. Plus précisément, l'invention a pour objectif de fournir une machine d'impression à séchage de l'impression pratiquement instantané, sans utiliser de four. Un autre objectif de l'invention est de permettre l'impression sur tout type de support, et en particulier sur support à très faible absorption. L'invention a également pour objectif de fournir un traitement dans lequel le support papier ne subit aucune variation ni déformation due à la chaleur d'un four. Selon l'invention, ceci est atteint par des moyens de maintien de la température d'application des encres d'une part, de la température de la forme d'impression d'autre part, dans des plages de température fixées et sensiblement éloignées, la température d'application de l'encre étant inférieure à la température de la forme d'impression. De façon avantageuse, lesdites plages de température sont - 15 à 20 pour ladite température d'application des encres, - 85 à 95 pour ladite température de la forme d'impression. Avantageusement, lesdits moyens de maintien de la température d'application des encres et de la température de la forme d'impression sont constitués de deux moyens de régulation de la température indépendante. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, chacun desdits moyens de régulation de la température est constitué - d'un circuit de circulation d'un fluide, - de moyens d'élèvement de la température dudit fluide, - d'un thermostat, pilotant lesdits moyens d'élèvement de la température. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, lesdites encres sont composées d'une encre classique, notamment encre à essuyage basique ou encre au trichloréthylène, et d'un additif, lui-même composé: d'un vernis destiné à faciliter le séchage de l'encre; - d'une charge dont le rôle est d'éviter le maculage de l'impression et de faciliter le séchage de l'encre, tout en évitant la détérioration du rouleau d'essuyage de la machine; - et d'un solvant, servant à mouiller la charge pour la malaxer. Avantageusement, - ledit vernis représente 50 % environ du poids dudit additif, - ladite charge est de l'amidon de riz, représentant 38 % environ du poids dudit additif, - ledit solvant est un hydrocarbure désaromatisé, représentant 12 % environ du poids dudit additif. De façon avantageuse, ladite encre est fabriquée selon le procédé suivant: - on procède à un mouillage préalable de ladite charge dans ledit solvant, - on incorpore ensuite ledit vernis par malaxage jusqu'à dispersion complète, - on sature complètement le mélange obtenu par une nouvelle adjonction de ladite charge, - le tout subit trois à quatre passes de broyage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 présente de façon schématique une rotative à feuilles taille- douce quatre couleurs compatible avec le principe de l'invention; La rotative présentée en figure 1 est destinée à l'impression tailledouce. - la figure 2 représente schématiquement un des circuits de régulation de la température équipant les rotatives selon l'invention; L'impression taille-douce est du type de l'impression en creux. La forme d'impression 11 peut être soit une virole, gravée au poinçon, faisant le tour du cylindre d'impression 12, soit plusieurs plaques, obtenues par galvanoplastie. Le principe de l'impression en creux est de faire tremper un cylindre de cuivre gravé dans l'encre, puis d'essuyer le cylindre, afin que l'encre ne reste que dans Ies creux. L'impression sur le papier se fait alors par pression du papier sur la forme d'impression. En règle générale, il y a dans l'imprimerie autant de groupes d'impression que de couleurs. Par contre, le procédé d'impression taille- douce permet l'impression de plusieurs couleurs en une seule passe, par un encrage sélectif. Cela est obtenu par l'utilisation de rouleaux découpés 13A, 13B, 13C, 13D, placés entre les encriers 14A, 14B, 14C, 14D, et la taille 11, ou gravure. Ainsi, l'encre ne se dépose que sur les parties non découpées de chaque rouleau 13A, 13B, 13C ou 13D, puis dans les endroits voulus dans la taille 11. Il n'y a pas de mélange ni de superposition de couleurs, mais seulement une juxtaposition des différentes couleurs. Après l'encrage sélectif, la taille 11 est essuyée par le rouleau d'essuyage , qui enlève le surplus d'encre. Il ne reste alors de l'encre que dans les creux de la taille 11. Les feuilles de papier 16 sont alors amenées au contact du cylindre d'impression 12. L'impression est réalisée par pression sur la feuille de papier 16 en contact avec le cylindre d'impression 12. Cette pression est réalisée par le cylindre de pression 17, qui tourne dans le sens inverse du cylindre d'impression 12. Par rapport aux autres types d'imprimerie, l'impression taille-douce se fait à très forte pression, de l'ordre d'une tonne par centimètre linéaire. Elle nécessite donc une machine lourde et lente. Par contre, il s'agit d'un procédé plus sûr, en ce qui concerne la précision des juxtapositions de couleurs, que ceux nécessitant plusieurs passes. Les feuilles de papier 16 vierges sont distribuées par le margeur 18, puis plaquées contre le cylindre d'impression par un rouleau 19. Après l'impression par pression du cylindre de pression 17, les feuilles restent au contact de ce cylindre, et sont récupérées sur un tapis roulant 20, puis déposées dans la pile de réception 21. Selon l'invention, le séchage des encres est obtenu par conduction. Deux moyens permettent ce résultat: - l'installation d'un système hydrothermostatique permettant de maintenir la température de la forme d'impression à 90 minimum d'une part et la température d'application des encres entre 15 et 20 d'autre part; - le traitement des encres par l'adjonction et l'adaptation d'un vernis bien spécifique. En général, les encres sont chauffées pour les rendre liquides, et les formes d'impression sont refroidies. Selon l'invention, les encres sont conservées dans les encriers à faible température. Elles sont alors visqueuses. Elles deviennent liquides dans la taille d'impression, qui est maintenue à une température élevée. Elles se déposent alors sur le papier et se figent aussitôt, se démoulant très facilement. L'écart entre la température d'application de l'encre et celle de la forme d'impression catalyse le séchage de façon très importante. Les encres ne sont pas sèches à coeur, mais sont hors maculage, et les feuilles peuvent être transportées sans problème. Les moyens de maintien de la température sont, dans le cas du mode de réalisation préférentiel, des systèmes hydrothermostatiques. I s'agit de moyens thermostatiques classiques, susceptibles d'être remplacés par tous autres moyens, tels que des résistances chauffantes. Ces moyens peuvent être adaptés sur des machines d'impression déjà existantes. La machine selon le mode de réalisation préférentiel comprend deux circuits de régulation de la température indépendants, l'un pour la température des encriers, et l'autre pour la température de la forme d'impression. La figure 2 représente le circuit de régulation de la température de la forme d'impression. Celui de la température d'application des encres est identique, sauf en ce qui concerne les valeurs de consigne. f s'agit d'un système hydrother- mostatique classique. f est constitué d'un circuit fermé de circulation d'eau 30. Ce circuit passe à proximité de la forme d'impression 11, afin de lui transmettre sa température. Une pompe 31 fait circuler l'eau dans le circuit. Une sonde de température 32 transmet la température du liquide à un thermostat 33, qui commande un moyen de chauffage 34. Tant que la température reste supérieure à une consigne C1, par exemple 85 , le chauffage 34 est coupé par le thermostat 33. Dès que la température devient inférieure à ladite consigne, le thermostat 33 commande la mise en marche du chauffage 34. Le circuit dispose d'un système de sécurité, en cas d'incident, tel que la non-coupure du chauffage. Si la température de l'eau devient supérieure à une consigne C2, C2 étant supérieure à C1, par exemple C2 = 100 , le thermostat commande l'ouverture d'une électrovanne 35, entraînant la vidange du circuit d'eau. Une arrivée d'eau froide 36 permet de compenser les pertes en eau du circuit. L'efficacité du séchage augmentant avec la température de la forme d'impression, il est possible d'utiliser un autre fluide que l'eau dans les circuits de régulation. Ces moyens de maintien des températures doivent être utilisées en coopération avec des encres auxquelles on a adjoint un additif particulier, rendant leur séchage quasi instantané. A une encre classique, au trichloréthylène ou à essuyage basique, on ajoute, en effet, dans la proportion de 30 %, un additif, composé d'un vernis, ou pate, d'une charge et d'un diluant. Ce diluant peut notamment être un hydrocar- bure désaromatisé, et par exemple l'un des produits de la gamme Exxsol (marque déposée), commercialisée par la Société Exxon Chemical (marque déposée). Ces composants sont avantageusement les suivants: - vernis: B41239, distribué par la Société Lorilleux International, - diluant Exxsol D80, distribué par la même Société, - charge: amidon de riz. La pâte B41239 diminue le temps de séchage de l'encre. Cependant, utilisée seule, elle entraîne la détérioration du rouleau d'essuyage. L'amidon de riz permet d'éviter cette détérioration, tout en jouant un rôle d'antimaculage, facilitant donc le séchage de l'encre. L'hydrocarbure désaromatisé Exxsol permet d'incorporer au mélange, l'amidon de riz, qui se présente sous la forme de petits grains. Les proportions de ces trois composants dans l'additif sont les suivantes: - vernis B41239: 50 % - diluant Exxsol D80: 12 % - amidon de riz: 38 %. La préparation de cet additif est une des conditions essentielles pour le bon fonctionnement de l'invention. I est réalisé selon le procédé suivant: - une partie de la charge, représentant 10 % du poids du mélange final est mouillé dans le diluant; - à cet ensemble, on incorpore le vernis, par malaxage, jusqu'à dispersion complète des trois composants: charge, solvant, vernis; - le mélange est alors complètement saturé par une nouvelle adjonction de charge, correspondant à 28 % du poids du mélange final; - le tout subit trois à quatre passes de broyage, par exemple dans une broyeuse tricylindre, jusqu'à obtention d'un degré de dispersion fixé à 8 sur la jauge North, ce qui correspond à la disparition complète des grains d'amidon. On obtient alors un vernis, d'allongement, ou viscosité, identique à une laque transparente. Son adjonction peut alors se faire dans une encre classique. - L'utilisation de cet additif dans les encres, conjointement avec les moyens de maintien en température des encriers et de la forme d'impression, permet de ramener le temps de séchage de l'encre de 48 heures à quelques secondes, sans cuire l'encre, donc sans nécessiter de four. La rotative utilisée dans ce mode de réalisation préférentiel a en effet permis de réaliser des productions minimum de 3 000 feuilles / heure, pour des gravures en creux allant de 8 à 60 îum, sur support couché, c'est-à-dire à très faible absorption, avec un temps de fixation de l'encre de l'ordre de 5 secondes. Cette invention peut aussi bien s'appliquer aux rotatives à feuilles qu'aux rotatives à bobines. Elle peut être adaptée sur la plupart des machines déjà existantes, par l'adjonction de moyens de maintien des températures des encriers et de la forme d'impression, soit du type de ceux représentés dans le mode de réalisation préférentiel, soit tout autre type. L'augmentation de la température de la forme d'impression à une température supérieure à 100 C permet d'obtenir un temps de séchage encore plus faible. L'invention est susceptible d'être utilisée dans de nombreux types d'impression autres que la taille-douce. REVENDICATIONS 1. Machine d'impression et de séchage de l'impression, notamment d'impression taille-douce, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de maintien de la température d'application des encres (14A, 14B, 14C, 14D) d'une part, de la température de la forme d'impression (11) d'autre part, dans des plages de température fixées et sensiblement éloignées, la température d'application de l'encre étant inférieure à la température de la forme d'impression. 2. Machine d'impression et de séchage de l'impression suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites plages de température sont: - 15 à 20 pour ladite température d'application des encres (14A, 14B, 14C, 14D), - 85 à 95 pour ladite température de la forme d'impression (11). 3. Machine d'impression et de séchage de l'impression suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de maintien de la température d'application des encres (14A, 14B, 14C, 14D) et de la température de la forme d'impression (11) sont constitués de deux moyens de régulation de la température indépendante. 4. Machine d'impression et de séchage de l'impression suivant la revendication 3, caractérisée en ce que chacun desdits moyens de régulation de la température est constitué: - d'un circuit de circulation d'un fluide (30), - de moyens d'élèvement de la température dudit fluide (34), - d'un thermostat (33), pilotant lesdits moyens d'élèvement de la température (34). 5. Machine d'impression et de séchage de l'impression suivant l'une qulconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites encres sont composées d'une encre classique, notamment encre à essuyage basique ou encre au trichloréthylène, et d'un additif, lui-même composé: - d'un vernis destiné à faciliter le séchage de l'encre; - d'une charge dont le rôle est d'éviter le maculage de l'impression et de faciliter le séchage de l'encre, tout en évitant la détérioration du rouleau d'essuyage de la machine; - et d'un solvant, servant à mouiller la charge pour la malaxer. 6. Machine d'impression et de séchage de l'impression suivant la revendication 5, caractérisée en ce que: - ledit vernis représente 50 % environ du poids dudit additif, - ladite charge est de l'amidon de riz, représentant 38 % environ du poids dudit additif, - ledit solvant est un hydrocarbure désaromatisé, représentant 12 % environ du poids dudit additif. 7. Encre utilisée dans des machines d'impression et de séchage de l'impression suivant l'une quelconque des revendications 5 à 6. 8. Procédé de fabrication d'une encre suivant la revendication 7, caractérisé en ce que: - on procède à un mouillage préalable de ladite charge dans ledit solvant, - on mincorpore ensuite ledit vernis par malaxage jusqu'à dispersion complète, - on sature complètement le mélange obtenu par une nouvelle adjonction de ladite charge, - le tout subit trois à quatre passes de broyage.